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 ...