ANTIMATIèRE et ANTIPARTICULE

-antimatière et antiparcules

Une antiparticule est une particule élémentaire ayant des propriétés de charge, de spin et de parité, symétriques à celles de la particule élémentaire de même nom

Mais le terme d’antimatière est inapproprié, car il n'y a pas de symétrie pour la notion de matière (il n'existe pas de masse inverse ou de masse négative), donc on ne peut parler que d’antiparticules ou éventuellement d'antimolécules

CARACTERISTIQUES des ANTIPARTICULES

-une antiparticule a une masse identique à la particule de référence

-elle a des nombres quantiques (de charges, parité....) de signes opposés à ceux de la particule de référence

Une particule (souvent symbolisée p) et son antiparticule (symbolisée p) forment un "couple" 

-la rencontre d'une antiparticule avec sa particule similaire, crée une accumulation de leurs énergies dite annihilation (ou dématérialisation) 

Cette annihilation est E =2m.c²  (m étant leur masse et c la constante d’Einstein (valant 3.108 m/s) Ceci représente --pour 1 kilo de matière-- l'énergie phénoménale de ~1017 J (plus qu'une énorme bombe atomique)

Des couples (p) et (p) peuvent toutefois se côtoyer sans annihilation, sils sont inclus dans une structure interne particulaire (quark par ex.) où la force forte est suffisamment puissante, à ces courtes distances, pour empêcher lapproche des 2 adversaires

-réciproquement, si un quantum électromagnétique (père du photon ) dispose d’une énergie suffisante Es(dite énergie de seuil) il peut créer un couple (particule + antiparticule)

Exemple: un quantum électromagnétique ayant une Es ~ 4,7.10-10 J (soit 2.940 MeV)  peut créer un couple proton-antiproton

Autre exemple: un quantum électromagnétique ayant une Es ~ 7.10-13 Joule (soit 1022 keV)  peut créer un couple  électron-positron

-certaines particules sont leurs propres antiparticules: par exemple les bosons de jauge (spin = 0) et aussi les "fermions de Majorana"(charge et moment dipolaire = 0)

-la théorie quantique des champs (la Q.F.T) prévoit que des créations de particules virtuelles surviennent en permanence (et en énorme quantité) au sein du milieu universel.

Il s'agirait en fait de créations de couples "particule + antiparticule", dont l'annihilation serait permanente et quasi instantanée, puisqu'elles ne peuvent pas se côtoyer sans réagir.

A l'échelon particulaire, l'énergie issue de chacune de ces explosions énergétiques permanentes est de l'ordre de ~10-10 Joule, ce qui est l'énergie de point zéro

-la quasi absence actuelle d’antiparticules à l’état naturel (rapport de 10-9) serait due à une brisure de symétrie CP (mal définie) aux premiers temps de l’univers

 

PRINCIPALES ANTIPARTICULES

Leurs nombres quantiques sont donnés ci-après, sous les notations suivantes :

est le nombre de charge électrique, est le nombre baryonique et L le nombre leptonique :

quark q   (Q = +/- 1/3 ou 2/3)

neutron n   (Q = 0, B = +1, L = 0)

proton p (= +1, B = +1, L = 0)

électron e  (Q = -1, = 0, = +1)

neutrino ν (Q = 0, B = 0, L = +1)

pion p  (Q = +1, ou 0 ou -1, selon que le pion est  p +p° ou p - et = 0, = 0)

Le positronium (Ps) est le nom d’une molécule constituée de deux atomes formés l’un de particules et l’autre d’antiparticules. Cette molécule a été fabriquée artificiellement et la cohabitation atomique est possible pendant une fraction de seconde avant linévitable annihilation

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