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Est-il possible de créer quelque chose à partir de rien ?
Ou, plus précisément, l'énergie peut-elle être transformée en matière ?
Oui, mais seulement quand elle est réunie
avec sa jumelle, l'antimatière.
Il y a quelque chose d'assez mystérieux dans l'antimatière :
il y en a beaucoup moins qu'il ne devrait y en avoir dans l'univers.
Commençons par la plus célèbre formule de physique de tous les temps :
E = mc²
Elle dit essentiellement que la masse est de l'énergie concentrée,
et que la masse et l'énergie sont échangeables,
comme deux monnaies avec un énorme taux de change.
90 trillions de joules d'énergie
sont équivalents à 1 gramme de masse.
Mais comment transformer effectivement l'énergie en matière ?
Le mot magique est densité d'énergie.
Si vous concentrez une quantité énorme
d'énergie dans un espace minuscule,
de nouvelles particules naîtront.
Si on regarde de plus près,
on voit que ces particules vont toujours par paires,
comme des jumeaux.
C'est parce que les particules ont toujours une contrepartie,
une antiparticule,
et elles sont toujours produites
en quantités exactement égales : 50/50.
Ça pourrait ressembler à de la science-fiction,
mais c'est la vie quotidienne des accélérateurs de particules.
Dans les collisions entre deux protons
au grand collisionneur du CERN,
des milliards de particules et d'antiparticules
sont produites chaque seconde.
Considérons, par exemple, l'électron.
Il a une très petite masse et une charge électrique négative.
Son antiparticule, le positron,
a exactement la même masse,
mais une charge électrique positive.
Mais, en dehors des charges opposées,
les deux particules sont identiques et parfaitement stables.
Et il en est de même pour leurs cousins lourds,
le proton et l'antiproton.
Par conséquent, les scientifiques sont convaincus
qu'un monde fait d'antimatière
aurait l'aspect, la sensation et l'odeur de notre monde.
Dans cette anti-monde,
on peut trouver de l'anti-eau,
de l'anti-or,
et, par exemple,
un anti-bille.
Imaginez qu'une bille et une anti-bille
sont réunies.
Ces deux objets apparemment solides
disparaîtraient complètement
dans un grand éclair d'énergie,
ce qui équivaut à une bombe atomique.
Parce que la combinaison de matière et antimatière
créerait tant d'énergie,
la science-fiction est pleine d'idées
quant à l'exploitation de l'énergie stockée dans l'antimatière,
par exemple, pour alimenter en carburant les vaisseaux comme Star Trek.
Après tout, le contenu énergétique de l'antimatière
est un milliard de fois plus élevé que le carburant conventionnel.
L'énergie d'un gramme d'antimatière serait suffisante
pour faire 1 000 fois le tour de la Terre en voiture,
ou mettre la navette spatiale en orbite.
Alors pourquoi ne pas utiliser l'antimatière pour la production d'énergie ?
Eh bien, l'antimatière n'est pas simplement là,
à attendre qu'on la récolte.
Nous devons fabriquer l'antimatière
avant de pouvoir utiliser l'antimatière comme carburant,
et il faut un milliard de fois plus d'énergie
pour fabriquer de l'antimatière
qu'on en obtient en retour.
Mais, que se passerait-il si il y avait de l'antimatière dans l'espace
et nous pourrions en trouver en creusant un jour
sur une anti-planète quelque part.
Il y a quelques décennies, de nombreux scientifiques croyaient
que ça pourrait en fait être possible.
Aujourd'hui, les observations ont montré
qu'il n'y a aucune quantité significative d'antimatière
où que ce soit dans l'univers visible,
ce qui est bizarre, parce que, comme nous avons dit plus tôt,
il devrait y avoir tout autant d'antimatière
que de matière dans l'univers.
Puisque les particules et les antiparticules
devraient exister en nombre égal,
où est l'antimatière manquante ?
C'est un vrai mystère.
Pour comprendre ce qui pourrait se produire,
nous devons remonter au Big ***.
À l'instant où l'univers a été créé,
une énorme quantité d'énergie a été transformée en masse,
et notre univers initial contenait
de la matière et de l'antimatière en quantités égales.
Mais à peine une seconde plus ***,
la plupart de la matière et l'ensemble de l'antimatière
se sont détruites mutuellement,
produisant une énorme quantité de radiation
qu'on peut encore observer aujourd'hui.
Environ 100 millionièmes
de la quantité initiale de la matière sont restés
et aucune antimatière.
« Attendez ! » me direz-vous,
« Pourquoi toute l'antimatière a disparu
et seule la matière est restée ? »
Il semble que nous avons eu de la chance en quelque sorte
qu'une asymétrie minuscule existe
entre matière et antimatière.
Dans le cas contraire, il y n'aurait aucune particule
nulle part dans l'univers
et pas d'êtres humains non plus.
Mais qu'est-ce qui provoque cette asymétrie ?
Les expériences du CERN tentent de trouver la raison
de l'existence de quelque chose
et la raison pour laquelle nous ne vivons pas dans un univers
rempli uniquement de radiations ?
Mais, jusqu'à présent, nous ne connaissons pas la réponse.