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  • La découverte du positron

    Posté le 15 mars 2013

    Il y a 80 ans aujourd’hui, le journal Physical Review publiait un papier du physicien Carl Anderson annonçant la découverte du positron (ou positon)

    Le positron est l’antiparticule de l’électron. Les 2 particules ont une masse identique mais des charges opposées. Lorsqu’un électron et un positron intéragissent ils s’annihilent dans un sursaut d’énergie produisant 2 rayons gamma.

    Au début des années 1930, Anderson et son mentor Robert Millikan utilisaient une chambre à brouillard (ou chambre de Wilson) pour mesurer les rayons cosmiques de haute énergie.

    La cavité scellée d’une chambre à brouillard contient de la vapeur saturée, généralement de l’eau ou de l’alcool, qui se condense lors du passage de particules chargées. Cela laisse des trainées qui matérialisent la trajectoire de la particule. Les physiciens peuvent déduire la charge d’une particule en observant la manière dont elle se courbe lorsque la chambre est soumise à un champ magnétique.

    En Août 1932, Anderson photographie la trainée d’une particule de haute énergie ayant environ la même masse que l’électron mais avec une charge positive. En mesurant à la fois l’énergie perdue par la particule en traversant une plaque de plomb dans la chambre et la trainée située de l’autre côté de la plaque, il détermine une limite supérieure pour la masse de la particule. Il découvre qu’elle est du même ordre de grandeur que la masse de l’électron.

    Anderson venait d’observer un nouveau type de particule qu’il nomme « positron » et est bientôt identifiée comme étant la première antiparticule, l’antiélectron.

    Les résultats détaillés de cette découverte sont publiés le 15 mars 1933. Malgré le scepticisme de la communauté scientifique, le positron était en accord avec la prédiction de l’antiélectron par Paul Dirac en 1931. La découverte d’Anderson a rapidement été confirmée par Patrick Blackett et Giuseppe Occhialini en mars 1933.

    Aujourd’hui les positrons ont une grande variété d’applications pour la recherche en physique des particules et au-delà. Ils ont joué un rôle déterminant dans les accélérateurs collisionneurs de particules électron-positrons, dans lesquels des paquets d’électrons et de positrons entrent en collision à une vitesse proche de celle de la lumière, permettant aux scientifiques de découvrir de nouvelles particules élémentaires. La plus grande de ces machines était le Large Electron-Positron Collider, prédécesseur du Large Hadron Collider du CERN. Les positrons sont à la base des PET scan (tomographie par émission de positrons) qui sont utilisés pour l’imagerie médicale.

    Source : CERN

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