17/01/2011 - Antimatière: l'asymétrie qui a donné naissance à l'Univers

Menéame

À la fin des années 20, le physicien Paul Dirac a obtenu sa célèbre équation, qui répondait ensemble aux critères de la mécanique quantique et de la relativité spéciale pour les particules d’espion 1⁄2, comme les électrons. Cependant, les solutions contenaient des états d’énergie négative, auxquels un électron pourrait tomber en radiant de l’énergie. Comme il y avait des états quantiques infinis d’énergie négative, ces solutions indiquaient qu’un électron pourrait radier une quantité infinie d’énergie, ce qui est physiquement impossible.

Pour expliquer cette incongruité, Dirac a proposé l’existence d’une mer d’électrons d’énergie négative occupant tous ces états, de sorte que, en raison du principe d’exclusion de Pauli, aucun autre électron ne pouvait les défaire. Ces électrons d’énergie négative pourraient cependant gagner de l’énergie positive et sortir de cette mer, laissant un trou qui se comporterait exactement comme un électron normal, mais avec une charge électrique positive: un positron. C’était la première fois que le monde savait l’existence, théorique, de l’antimatière.

Qu’est-ce que l’antimatière ?

Peu après, le positron serait détecté empiriquement, et beaucoup d’autres antiparticules l’ont suivi. Aujourd'hui, nous savons, au-delà de tout doute, que chaque particule de matière correspond à une équivalent antimatière, avec la même masse, mais charge électrique opposée. Les particules neutres, comme le neutron, ont également leur antiparticule, composée d’antiquarks de charge opposée.

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