SCIENCES.ENERGIE.ENVIRONNEMENT /Le monde selon la physique /week 2 /Matière et antimatiere au CERN

La traduction de cet article va ba déclencher une réaction ! ‘’ Matter and antimatter seem to respond equally to gravity by RIKEN • Research News …..Mais elle sera partielle sinon l’ article deviendra trop long xxxxxxxxxxxxxxxxxx ‘’ Dans le cadre d'une expérience visant à mesurer - à un degré extrêmement précis - les rapports charge/masse des protons et des antiprotons, la collaboration BASE dirigée par RIKEN au CERN, Genève, Suisse, a découvert que, dans l'incertitude de l'expérience, la matière et l'antimatière réagissent de la même manière à la gravité. La matière et l'antimatière créent aujourd'hui certains des problèmes les plus intéressants de la physique. Ils sont essentiellement équivalents, sauf que lorsqu'une particule a une charge positive, son antiparticule a une charge négative. À d'autres égards, ils semblent équivalents. Cependant, l'un des grands mystères de la physique aujourd'hui, connu sous le nom d'« asymétrie baryonique », est que, malgré le fait qu'ils semblent équivalents, l'univers semble entièrement composé de matière, avec très peu d'antimatière. Naturellement, les scientifiques du monde entier s'efforcent de trouver quelque chose de différent entre les deux, ce qui pourrait expliquer pourquoi nous existons. Dans le cadre de cette quête, les scientifiques ont exploré si la matière et l'antimatière interagissent de la même manière avec la gravité, ou si l'antimatière expérimenterait la gravité d'une manière différente de la matière, ce qui violerait le principe d'équivalence faible d'Einstein. Maintenant, la collaboration BASE a montré, dans des limites strictes, que l'antimatière répond en fait à la gravité de la même manière que la matière. La découverte, publiée dans Nature, provenait en fait d'une expérience différente, qui examinait les rapports charge-masse des protons et des antiprotons, l'une des autres mesures importantes qui pourraient déterminer la principale différence entre les deux. Ces travaux ont nécessité 18 mois de travail à l'usine d'antimatière du CERN. Pour effectuer les mesures, l'équipe a confiné des antiprotons et des ions hydrogène chargés négativement, qu'ils ont utilisés comme proxy pour les protons, dans un piège de Penning. Dans ce dispositif, une particule suit une trajectoire cyclique avec une fréquence, proche de la fréquence cyclotron, qui évolue avec la force du champ magnétique du piège et le rapport charge/masse de la particule. En introduisant des antiprotons et des ions hydrogène chargés négativement dans le piège, un à la fois, ils ont pu mesurer, dans des conditions identiques, les fréquences cyclotron des deux types de particules, en comparant leurs rapports charge/masse. Selon Stefan Ulmer, le chef du projet, « En faisant cela, nous avons pu obtenir un résultat qu'ils sont essentiellement équivalents, à un degré quatre fois plus précis que les mesures précédentes. A ce niveau d'invariance CPT, de causalité et de localité tenir dans les théories des champs quantiques relativistes du modèle standard." Fait intéressant, le groupe a utilisé les mesures pour tester une loi de physique fondamentale connue sous le nom de principe d'équivalence faible. Selon ce principe, différents corps dans le même champ gravitationnel devraient subir la même accélération en l'absence de forces de frottement. Étant donné que l'expérience BASE a été placée à la surface de la Terre, les mesures de la fréquence cyclotron des protons et des antiprotons ont été effectuées dans le champ gravitationnel à la surface de la Terre, et toute différence entre l'interaction gravitationnelle des protons et des antiprotons entraînerait une différence entre les fréquences cyclotron. En échantillonnant le champ gravitationnel de la Terre alors que la planète tournait autour du Soleil, les scientifiques ont découvert que la matière et l'antimatière répondaient à la gravité de la même manière jusqu'à un degré de trois parties sur 100, ce qui signifie que l'accélération gravitationnelle de la matière et de l'antimatière est identique à 97 % de l'accélération ressentie. Ulmer ajoute que ces mesures pourraient conduire à une nouvelle physique. Il dit : « La précision de 3 % de l'interaction gravitationnelle obtenue dans cette étude est comparable à l'objectif de précision de l'interaction gravitationnelle entre l'antimatière et la matière que d'autres groupes de recherche prévoient de mesurer à l'aide d'atomes d'antihydrogène en chute libre. Si les résultats de notre étude diffère de celles des autres groupes, cela pourrait conduire à l'aube d'une toute nouvelle physique." xxxxxxxxxxxxxxxxxxx Explore further Protons and antiprotons appear to be true mirror images More information: Stefan Ulmer, A 16-parts-per-trillion measurement of the antiproton-to-proton charge–mass ratio, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-021-04203-w Journal information: Nature Provided by RIKEN Xxxxxxxxxxxxxxxxxxx MON COMMENTAIRE Ce ne est pas la première fois que les chercheurs ont pu réaliser ce type de manip . Il faut plusieurs conditions : - Savoir synthétiser l’anti hydrogéne . Le premier atome a été produit en 1995 au CERN à Genève par l’expérience LEAR (Low Energy Antiprton Ring) - Déterminer les conditions de mesure de difference de temps de parcours cycliques dans les conditions qui évitent l’annihilation avec les parois , ceci implique usa ge d’ un confinement et basse température ..Le CERN possède aussi la pratique des pièges de Penning : ces pièges utilisent un champ magnétique homogène axial pour confiner les particules dans le plan médian, et un champ électrique quadripolaire pour les confiner selon l'axe de symétrie du piège. Le champ magnétique force les particules chargées à se déplacer selon des spirales, et le champ électrique évite que les particules ne sortent du piège lorsqu'elles suivent les lignes de champ magnétique ( voir ma photo ) Très franchement ce type de confirmation était attendu puisque le resultat des comparaisons de chute libre était connu. Pourquoi la science cherche –elle en permanence à accumuler les preuves ? l L’ humanité est en recherche de moyens de sirvie au-delà de ce siècle …