Les mystères de l’antimatière

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Transcription de la présentation:

Les mystères de l’antimatière Boleslaw Pietrzyk LAPP Annecy (F) Bolek.Pietrzyk@cern.ch B. Pietrzyk

Anges et Démons

Anges et Démons une horrible organisation ... ... a volé 0.5 g d’antimatière au CERN ... ... pour détruire le Vatican.

E= mc2 E=mc2 U n Fission nucléaire E=10-5 masse Annihilation 235 U n n Fission nucléaire E=10-5 masse n n Annihilation matière-antimatière E=100% masse matière antimatière

L’antimatière atome anti-atome - + _ +

L'équation de Dirac Paul Dirac (1928) Albert Einstein (1905) théorie de relativité Erwin Schrödinger (1926) mécanique quantique quatre solutions - deux pour l’électron … … et deux autres (?) …

Découverte du positron plomb Carl Anderson (Caltech, 1932)

Découverte de l’antiproton 1955: l’antiproton 1956: l’antineutron (Berkeley)

Le Modèle Standard _ _ u u u u _ _ d p p d _ e e Proton + Anti-proton - Atome Anti-atome

Production de matière et d’antimatière

Annihilation de l’antimatière collisions « élastiques »

Production des antiprotons ~ 200,000,000,000,000 antiprotons/année (seulement 0.3 nano-grammes, efficacité ~ 10-9)

Accumulateur des Antiprotons (AA) 1980: construction AA stockage d’antiprotons (3.5 GeV/c ) refroidissement injection au PS/SPS collision avec des protons dans le SppS ~ 1011 (1987, AC: 1012) antiprotons/jour  Prix Nobel : Carlo Rubia et Simon van der Meer

Refroidissement des antiprotons S. van der Meer

Décélération des antiprotons (LEAR) … production de 9 anti-atomes d’hydrogène en 1995

La bombe d’antimatière ? 0.5 g antimatière = 4.5 · 1013 J Energie nécessaire pour produire (efficacité = 10-9 ) : 4.5 · 1022 J Prix ~ 1,000,000,000,000,000 € Durée de production~ 1 000 000 000 année

Collisionneur électron-positon (LEP) E=mc2 e+ e- Production de la masse 100 000 fois plus grande (Z0) que la masse e+ + e-

Production de matière et d’antimatière au LEP

Le Big Bang

La symétrie entre la matière et l’antimatière Brookhaven,1964 … est violée K 

AMS existe-t-il des étoiles d’antimatière? … sera envoyé dans l’espace par la NASA à bord de la navette spatiale en mai 2011 et fixé sur la station spatiale internationale (ISS).

LHCb

Le 30 mars 2010 ...