Les détectives de l’antimatière

L’antimatière manque. Non pas au CERN, mais dans l’Univers ! C’est du moins ce que nous avons pu déduire de l’analyse des indices en notre possession. La matière et l’antimatière ont la même masse, mais une charge électrique opposée. À chaque particule élémentaire de matière correspond une antiparticule ; par exemple, l’électron, chargé négativement, a son antiparticule de charge positive, le positon. Lorsqu’une particule et son antiparticule se rencontrent, toutes deux disparaissent en un clin d’œil et dans un éclair de lumière aveuglante : le processus d’annihilation transforme leur masse en énergie.

Les preuves parlent d’elles-mêmes

Le « dossier antimatière » a été ouvert pour la première fois en 1928 par le physicien Paul Dirac. Celui-ci a élaboré une théorie combinant la mécanique quantique et la théorie de la relativité restreinte d’Einstein et donnant une description plus complète des interactions de l’électron. L’équation de base de cette théorie avait deux solutions, une correspondant à l'électron et une qui semblait décrire une particule chargée positivement (de fait, c’était le positon). C’est en 1932 que l’on a prouvé la validité de sa théorie, lorsque le positon a été découvert dans le phénomène naturel des rayons cosmiques.

Depuis plus de 50 ans, des laboratoires comme le CERN produisent régulièrement des antiparticules. Et en 1995, les physiciens du CERN étaient les premiers à créer artificiellement des antiatomes. Pourtant, personne n’a jamais élaboré de l’antimatière sans obtenir également les particules de matière correspondantes. L’Univers a dû naître dans des conditions similaires, le Big Bang ayant vraisemblablement produit des quantités égales de matière et d’antimatière.

« Juste une dernière chose... »

Mais si matière et antimatière s’annihilent, et que nous sommes, comme tout ce qui nous entoure, constitués de matière, pourquoi continuons-nous d'exister ? Cette question s’impose car nous vivons dans un Univers fait exclusivement de matière. Matière et antimatière ne se sont-elles donc pas complètement annihilées au moment du Big Bang ? Ou l’antimatière existe-t-elle ailleurs ? Et sinon, où est-elle passée, et que lui est-il arrivé ?

De telles questions ont conduit à des théories spéculatives, allant d’une suspension des lois naturelles à l’existence d’un Antiunivers quelque part... C’est en étudiant les particules et leurs partenaires, et en déchiffrant des indices subtils, que l’on élucidera l’inexplicable disparition de l’antimatière et que l’on en saura plus sur cette substance en général. Les Sherlock Holmes de la science devront procéder à un minutieux travail de détective, pour mettre au jour une logique somme toute « élémentaire »...