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  • Le vide, ce n’est pas rien : de la matière et de l’antimatière générées à partir du vide

    Posté le 9 décembre 2010

    Des scientifiques et ingénieurs ont développé de nouvelles équations qui montrent comment un faisceau d’électrons de haute énergie combiné avec une impulsion laser intense peut décomposer le vide en matière et antimatière et déclencher une cascade d’évènements qui génère des pairs additionnelles de particules et antiparticules.

    « Nous pouvons maintenant calculer comment plusieurs centaines de particules peuvent être produites à partir d’un simple électron. Nous pensons que cela se produit dans la nature près des pulsars et étoiles à neutron » a déclaré Igor Sokolov, l’ingénieur de recherche scientifique qui a mené cette recherche avec John Nees, et le professeur émérite de génie électrique Gérard Mourou et ses collègues français.

    Au coeur de ce travail se trouve l’idée que le vide, ce n’est pas rien.

    « Il vaut mieux dire, comme le physicien théoricien Paul Dirac, que le vide, ou ‘rien’, est la combinaison de matière et d’antimatière — particules et antiparticules. Leur densité est énorme mais nous ne pouvons pas les percevoir parce que leurs effets observables s’annulent mutuellement » a déclaré Sokolov.

    La matière et l’antimatière s’annihilent mutuellement lorsqu’elles entrent en contact dans des conditions normales.

    Mais dans un fort champ électromagnétique, cette annihilation peut être la source de nouvelles particules, d’après John Nees. « Au cours de l’annihilation, des photons gamma apparaissent, ce qui peut produire des électrons et positrons supplémentaires »

    Un photon gamma est une particule de lumière de haute énergie. Un positron est un anti-électron, une particule miroir ayant les mêmes propriétés qu’un électron, mais une charge opposée (positive).

    Ces nouvelles équations modélisent la manière dont un puissant rayon laser peut favoriser la création de plus de particules que celles initialement injectées dans une expérience grâce à un accélérateur de particules.

    « Si un électron a la possibilité de devenir 3 particules dans un très court laps de temps, ce n’est plus un électron » explique Sokolov. « La théorie de l’électron est basée sur le fait qu’il restera toujours un électron. Mais dans nos calculs, chacune des particules chargées devient une combinaison de 3 particules plus quelques photons ».

    Pour mettre en pratique leurs équations dans un avenir proche, les chercheurs ont développé un outil à petite échelle en utilisant le laser HERCULES de l’Université du Michigan. Pour tester cette théorie à son potentiel maximum, il faudrait construire un laser de type HERCULES  dans un accélérateur de particules tel que le SLAC de l’Université de Stanford. Mais ce n’est pas prévu pour le moment.

    Ce travail pourrait potentiellement avoir des applications comme la fusion à confinement inertiel qui pourrait produire un énergie plus propre à partir des réactions de fusion nucléaire ont expliqué les chercheurs.

    Pour Sokolov, c’est fascinant d’un point de vue philosophique.

    « La question fondamentale, ce qu’est le vide, et ce qui est ‘rien’ va au-delà de la science ». « C’est profondément ancré dans les fondements de la physique théorique, mais aussi de notre conception philosophique de tout : de la réalité, de la vie, y compris la question religieuse de savoir si le monde pourrait provenir de ‘rien' ».

    Pour plus d’informations, le papier « Pair Creation in QED-Strong Pulsed Laser Fields Interacting with Electron Beam » publié dans le journal Physical Review Letters

    D’après Physorg – Crédit image : CERN

     

    1 réponses à “Le vide, ce n’est pas rien : de la matière et de l’antimatière générées à partir du vide” Icône RSS

    • Le vide qui est tellement plein qu’il déborde, la matière noire omniprésente mais insaisissable et le comportement ondulatoire des particules quantiques, tout cela ne pointerait-il pas de nouveau vers un médium sous-jacent au vide? Mais pas un médium mécanique, continu et statique comme le supposait l’ancienne théorie de l’éther, mais plutôt un médium dynamique composé de sous-particules en mouvement et en interaction et dont les propriétés restent à découvrir.

      Il me semble que s’il y a une théorie de super-intégration physique à élaborer, les pistes pointent concrètement vers cela.


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