Les particules peuvent-elles voyager à travers la galaxie sans être endommagées ni détruites par la poussière et les radiations interstellaires ?
Qu'est-ce que l'antimatière?
L'antimatière est la même que l'ordinaire (baryonique)sauf qu'il a la charge électrique opposée. Par exemple, un électron avec une charge négative a un "partenaire" d'antimatière appelé positron. Un positron est une particule de même masse qu'un électron, mais avec une charge positive. Les particules sans charge électrique, telles que les neutrons, sont souvent des "partenaires autonomes" de l'antimatière.
Les scientifiques ont déjà créé des particules d'antimatière en utilisantdes vitesses de collision ultra-élevées au LHC. Dans plusieurs expériences au CERN, des scientifiques ont créé de l'antihydrogène, un "partenaire" de l'hydrogène. L'élément d'antimatière le plus complexe obtenu à ce jour est l'antihélium, un analogue de l'hélium.
Une idée d'artiste de l'antimatière. Photo : CERN
Bien que cela puisse ressembler à quelque chose d'un scientifiquefiction, l'antimatière est réelle. L'antimatière est apparue avec la matière après le Big Bang. Mais c'est rare dans l'univers moderne, et les scientifiques ne savent pas pourquoi.
Comment les particules d'antimatière peuvent-elles traverser la galaxie ?
Dans l'univers, l'antimatière estune force insaisissable et imprévisible : elle s'annihile lorsqu'elle rencontre la matière ordinaire, créant un parcours d'obstacles cosmique de destruction. Mais lors d'une récente expérience révolutionnaire dans les installations de Particle Collider, les scientifiques ont réalisé que certains antinoyaux pouvaient survivre à un voyage interstellaire sans mourir.
On suppose qu'ils sont formés à la suitecollisions entre les rayons cosmiques à haute énergie et les atomes qui "flottent" dans l'espace, ainsi que dans la collision de particules de matière noire (plus tôt, Hi-Tech a expliqué en détail ce que c'est).
Si ces minuscules fragments peuvent survivrede tels voyages extraordinaires aideront les scientifiques à comprendre la nature de cette substance mystérieuse qui compose la majeure partie de notre galaxie - la matière noire.
Comment s'est passé l'expérience ?
Les scientifiques ont utilisé les données du Grand Hadroncollisionneur pour savoir si les antinoyaux générés dans l'espace peuvent atteindre sains et saufs les détecteurs au voisinage de la Terre. Pour tester la théorie, les physiciens ont mené une expérience au laboratoire du CERN en Suisse. Les chercheurs ont tenté de mesurer quelque chose d'apparemment impossible : les conséquences de la destruction des noyaux d'antihélium.
Une partie de l'expérience BASE au CERN, où l'antimatière est produite et stockée en laboratoire. Photo : CERN
À l'aide du détecteur ALICE, ilsa calculé les collisions de protons de haute énergie avec des atomes, qui auraient dû produire un nombre égal de noyaux d'hélium et d'antihélium. En devinant combien d'antinoyaux s'annihilaient sur des matériaux constitués de certains détecteurs – acier, carbone, etc. – les scientifiques ont identifié exactement ce qui se passe lorsque ces particules entrent en contact avec la matière ordinaire.
Les découvertes aideront à répondre à des questions de longue date sur la nature de l'antimatière et son rôle dans l'univers.
Qu'est-ce que les scientifiques ont découvert?
La simulation informatique a montré queLa "probabilité de disparition" des particules d'antimatière est étonnamment faible. Ils ont découvert que même après avoir parcouru de vastes distances dans l'espace interstellaire, jusqu'à 50% des antinoyaux créés par la matière noire resteraient intacts à l'approche de la Terre.
Les physiciens ont également découvert que les antinoyaux créaientles rayons cosmiques ont des énergies plus élevées que celles créées par la matière noire. Après tout, seuls des antinoyaux de haute énergie pouvaient atteindre la Terre en grande quantité. Une autre étude a montré comment les détecteurs standards peuvent détecter la matière noire avec des rapports signal/bruit impressionnants si elle est produite par des sources astrophysiques.
Pourquoi est-ce important?
Selon les physiciens du monde entier, comprendrel'origine mystérieuse de la matière noire est une priorité clé de la science moderne. En outre, les auteurs de la nouvelle étude ont déclaré qu'une étude plus approfondie de la formation des antinoyaux peut être inestimable pour une meilleure compréhension et une définition ultérieure des théories concernant la matière noire elle-même.
De nouvelles expériences ont déjà été qualifiées de révolutionnairesdes recherches qui aident à répondre à l'une des questions les plus importantes de la science moderne : les particules d'antimatière existent-elles ? Plus récemment, à bord de la Station Spatiale Internationale, un détecteur connu sous le nom de Spectromètre Magnétique Alpha a déjà détecté des signatures antinucléaires potentielles. La réponse est donc à portée de main.
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Image de couverture : Jingchuan Yu, Planétarium de Pékin