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  • Les protons et antiprotons semblent être de véritables images miroir

    Posté le 16 août 2015

    Piege_de_Penning

    Lors d’un test rigoureux concernant une propriété fondamentale du modèle standard de la physique des particules (la symétrie CPT), des chercheurs de la collaboration BASE du CERN (dirigée par RIKEN) ont effectué les mesures les plus précises du rapport charge-masse des protons et de leur homologues d’antimatière, les antiprotons.

    Leurs travaux, publiés dans la revue Nature, ont été réalisés en utilisant l’Antiproton Decelerator du CERN, un dispositif qui fournit des antiprotons de basse énergie pour les expériences sur l’antimatière.

    L’invariance CPT, que cette expérience visait à tester, signifie qu’un système reste inchangé si 3 propriétés fondamentales sont inversées : C (la charge), qui distingue la matière de l’antimatière, P (la parité), qui est une rotation à 180° dans l’Espace, et T (le temps). C’est un principe central du Modèle Standard qui implique que les particules d’antimatière doivent être des images miroir parfaites de la matière, avec seulement une inversion des charges.

    Cette recherche aide à comprendre pourquoi nous vivons dans un Univers qui n’a pratiquement pas d’antimatière, malgré le fait que le Big Bang aurait dû mener à la création des 2 en quantité égales. Si des violations de CPT avaient été trouvées cela signifierait que la matière et l’antimatière pourraient avoir des propriété différentes (comme par exemple des antiprotons qui se désintègreraient plus rapidement que les protons). Mais les résultats indiquent que les rapports charge/masse sont les mêmes.

    Pour effectuer cette expérience, l’équipe a utilisé un schéma similaire à celui développé par la collaboration TRAP dans les années 1990. Ils ont reçu des antiprotons et des ions d’hydrogène négatifs provenant de l’Antiproton Decelerator et ont ensuite piégé des pairs d’antihydrogène dans un piège magnétique de Penning, les décélérant à des énergies ultra basses. Ils ont ensuite mesuré la fréquence cyclotron des pairs (une mesure qui permet aux scientifiques de déterminer le rapport charge/masse) et les ont comparé pour voir à quel point elles étaient similaires. Au total, ils ont comparé approximativement 6500 pairs sur une période de 35 jours.

    Les résultats obtenus ont également une implication pour ce qu’on appelle le principe d’équivalence faible, l’idée que toutes les particules doivent être affectés de la même manière par la gravitation, quelque soient leurs charge et leur masse. D’après cette étude, la matière et l’antimatière se comportent de la même manière de ce point de vue.

    Source : RIKEN

     

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