Antimatière

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Antimatière

Messagepar LSG » 06 Mai 2017, 19:50

Bonjour,

Je voudrais savoir si l'antimatière existait réellement ou si c'est juste une fiction? Si elle existais vraiment, elle est vraiment aussi dangereuse? Dernière question, Pouvons nous vraiment nous en servir dans l'espace?

darrigan
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Re: Antimatière

Messagepar darrigan » 06 Mai 2017, 22:41

Bonsoir,

On ne sais pas expliquer, avec nos théories actuelles, pourquoi notre univers est constitué de matière, et non pas d'antimatière. On pense qu'après le Big bang (qui est donc pour l'instant la théorie de formation de l'univers qui est admise) il y avait autant de matière que d'antimatière, puis que les deux ont pu s'anihiler en dégageant une quantité colossale d'énergie, mais qu'il y a pu avoir un très léger déséquilibre, en faveur de la matière. Toute l'antimatière aurait été anihilée, et subsiste alors la matière, en léger excès, mais qui explique tout de même toute la matière que nous observons.

Cela dit, évidemment, la convention a été de nommer "matière" ce qui nous entourre, et "antimatière" l'autre forme de matière, par opposition.

L'antimatière existe réellement, par exemple lors des fluctuation quantiques, de l'énergie pure peut donner lieu à la création de particules de matière et d'antimatière en quantités égales. On l'observe aussi, issue de certaines décompositions nucléaires (positrons=antiélectrons, antineutrinos...). On sait aussi fabriquer en laboratoire des antiélectrons, des antiprotons, et même des antiatomes (d'hydrogène par exemple).

L'antimatière en elle même n'est pas plus "dangereuse" que la matière ! Si tout notre univers était constitué d'antimatière à majorité, alors ce serait exactement pareil. Les propriétés spectroscopiques de l'antiatome d'hydrogéne sont les mêmes que celles de l'atome. La masse est identique aussi. Mais alors, ce sont les particules "pas anti" qui te sembleraient dangereuses ! ;) en effet, ce qui est "dangereux" c'est la rencontre entre matière et antimatière, car leur contact conduit à leur anihilation, c'est à dire disparition complète, avec libération d'une énorme quantité d'énergie sous forme de photons.

Donc on évite de fabriquer trop d'antiatomes, parce qu'il est difficile de les conserver sans aucun contact avec les atomes...

Fiction ou réalité ? On peut voir les antiparticules comme des particules qui remontent le temps... difficile à conceptualiser...

Le photon par contre est sa propre antiparticule (il n'existe pas d'antiphoton) !

Voilà ce que je peux en dire !

Il y a d'autres théories imaginées par les cosmologistes et mathématiciens, mais je ne les connais pas toutes et je ne sais pas quelle place elles donnent à l'antimatière ni comment elles l'expliquent.

:salut:
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ecolami
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Re: Antimatière

Messagepar ecolami » 06 Mai 2017, 22:54

Bonsoir,
L'anti matière ne peut pas être décelée dans l'espace sauf si elle rencontre de la matière. Donc il peut exister des mondes homogènes d'anti matière. Comme le seul lien qui peut exister entre notre monde et cet anti monde est le photon qu'il a l'étrange particularité d'être sa propre anti particule nous ne pouvons pas discerner son origine matière ou anti matière.
Si l'anti matière avait un comportement anti gravitationnel cela expliquerai qu'elle soit diffuse dans l'espace. Mais cette caractéristique n'est pas avérée. On a bien réussi a fabriquer, au prix d'énormes difficultés et d'une grosse dépense d’énergie quelques anti atomes d'Hydrogène qui aussitôt crées ne peuvent plus être contrôlé ou maitrises (étant neutres) et qui rencontrent rapidement de la matière. Il n'est pas possible dans ces expériences de caractériser l'effet ou non de la gravitation sur une nombre aussi petit d'atomes super légers.
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Re: Antimatière

Messagepar brusicor02 » 07 Mai 2017, 20:40

darrigan a écrit :On peut voir les antiparticules comme des particules qui remontent le temps... difficile à conceptualiser...

Euh... quoi ? :-o
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Re: Antimatière

Messagepar LSG » 08 Mai 2017, 19:45

Merci pour vos réponses je voudrais savoir se que vous voulez dire par "On peut voir les antiparticules comme des particules qui remontent le temps... difficile à conceptualiser..." vous voulez dire que les particule voyage a travers le temps??

darrigan
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Re: Antimatière

Messagepar darrigan » 09 Mai 2017, 18:40

Bonjour,

Ce que je veux dire, c'est que lorsqu'on dessine des diagrammes de Feynman, qui permettent de symboliser des transformations, créations, anihilations de particules et antiparticules, on utilise des flèches qui vont du passé vers le futur pour les particules et des flèches du futur vers le passe pour les anti-particules…



Mais là vous touchez à mes limites de la compréhension de ces particules… Un physicien des particules devrait aider à mieux répondre...
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Re: Antimatière

Messagepar brusicor02 » 10 Mai 2017, 17:42

Ah oui, j'avais complètement oublié cette histoire.

C'est parce que les équations de Dirac, qui sont des versions relativistes de l'équation de Schrödinger, sont invariantes selon une transformation de Lorentz de la mécanique relativiste. Pour expliquer l'apparition de fréquences négatives, on a trois interprétations :
  • il existe des particules d'énergie négative
  • il existe des particules remontant le temps
  • il existe des particules d'antimatière
Dirac avait choisi cette troisième voie, Feynman aimait beaucoup présenter la deuxième interprétation.



Je vais reproduire la démonstration de Sciences.ch sur le chapitre "Antimatière" pour illustrer le propos. L'équation de l'énergie d'une particule en relativité restreinte est fonction de sa masse $m$ et de son impulsion $p$, tout cela relié par une équation qui ressemble à un théorème de Pythagore : $$E^2=m_0^2c^4+p^2c^2$$ Conséquence : pour une impulsion $p$ donnée, on a en fait deux solutions pour l'énergie : $$E = \pm \sqrt{m_0^2c^4+p^2c^2}$$ En mécanique classique, on prend la solution négative, on la roule en boule et on la met à la poubelle et on garde la solution positive, mais ce n'est pas possible en théorie des champs. Il faut trouver une interprétation à ces valeurs.

Considérons un paquet d'onde sur un intervalle étroit d'impulsions (cas unidimensionnel). En prenant l'expression ci-dessus et celle de l'énergie cinétique, on a : $$E=\frac{1}{2} m v^2 \Rightarrow \frac{\text{d} \, E}{\text{d} v} = m \, v \Rightarrow \frac{\text{d} \, E}{m \,\text{d} v} = v \Rightarrow \frac{\text{d} \, E}{\text{d} p} = v$$ $$E^2 = m_0^2c^4+p^2c^2 \Rightarrow \frac{\text{d} \, (E^2)}{\text{d} p} = \frac{\text{d} }{\text{d} v} \left ( m_0^2c^4+p^2c^2 \right ) \Rightarrow 2E \frac{\text{d} \, E}{\text{d} p} = 2 c^2 \, p \Rightarrow \frac{\text{d} \, E}{\text{d} p} = \frac{c^2 \, p}{E}$$ Soit en conclusion : $$\color{red}{v=\frac{\text{d} \, E}{\text{d} p} = \frac{c^2 \, p}{E}}$$

Considérons maintenant nos divers solutions : pour une énergie positive $E^+ >0$, on a lors simplement : $$x(t)=x_0 + \frac{c^2 \, p}{E^+} \, t$$ Mais si notre particule a une énergie négative $E^- < 0$ ? Et bien, nous avons une nouvelle équation de la même forme $$x(t)=x_0 + \frac{c^2 \, p}{E^-} \, t$$ qui peut se ré-écrire ainsi : $$x(t)=x_0 + \frac{c^2 \, p}{\left | E^- \right |} \, (-t)$$ C'est notre second point qu'a dit Darrigan : on peut considérer une particule d'énergie négative comme une particule qui remonte le temps.
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Re: Antimatière

Messagepar darrigan » 10 Mai 2017, 22:58

Bon, j'avoue, je suis un admirateur de Feynman ;-)
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