les mystères de lantimatière 1b. pietrzyk boleslaw pietrzyk lapp annecy (f) [email protected]
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Les mystères de l’antimatière Les mystères de l’antimatière
1B. Pietrzyk
Boleslaw PietrzykBoleslaw PietrzykLAPP Annecy (F)LAPP Annecy (F)
[email protected]@cern.ch
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Anges et DémonsAnges et Démons
22
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Anges et DémonsAnges et Démons
33
une horrible organisation ...
... a volé 0.5 g d’antimatière au CERN ...
... pour détruire le Vatican.
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E= mcE= mc22
44
E=mc2
nU
235
Fission nucléaireE=10-5 masse
Annihilationmatière-antimatièreE=100% masse
n
n
n
matière antimatière
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L’antimatièreL’antimatière
55
anti-atome
+
-
_+
atome
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L'équation de DiracL'équation de Dirac
66
Albert Einstein (1905)théorie de relativité
Erwin Schrödinger (1926) mécanique quantique
Paul Dirac (1928)
quatre solutions - deux pour l’électron …
… et deux autres (?) …
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Découverte du positronDécouverte du positron
77
plomb
Carl Anderson (Caltech, 1932)
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Découverte de l’antiprotonDécouverte de l’antiproton
88
1955:l’antiproton
1956:l’antineutron
(Berkeley)
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Le Modèle Standard Le Modèle Standard
u ud
Proton +
u u
d_
_ _
Anti-proton -
p p_
e e_
Atome Anti-atome
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Production de matière et d’antimatièreProduction de matière et d’antimatière
1010
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Annihilation de l’antimatièreAnnihilation de l’antimatière
1111
collisions« élastiques »
annihilation
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Production des antiprotonsProduction des antiprotons
1212
~ 200,000,000,000,000 antiprotons/année
(seulement 0.3 nano-grammes, efficacité ~ 10-9)
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Accumulateur des AntiprotonsAccumulateur des Antiprotons (AA) (AA)
1313
1980: construction AA
- stockage d’antiprotons (3.5 GeV/c )
- refroidissement
- injection au PS/SPS
- collision avec des protons dans le SppS
~ 1011 (1987, AC: 1012) antiprotons/jour
Prix Nobel : Carlo Rubia et Simon van der Meer
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Refroidissement des antiprotonsRefroidissement des antiprotons
1414
S. van der Meer
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Décélération des antiprotons Décélération des antiprotons (LEAR)(LEAR)
1515
… production de 9 anti-atomes d’hydrogène en 1995
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La bombe d’antimatière La bombe d’antimatière ??
1616
0.5 g antimatière = 4.5 · 1013 J
Energie nécessaire pour produire (efficacité = 10-9 ) : 4.5 · 1022 J
Prix ~ 1,000,000,000,000,000 €
Durée de production~ 1 000 000 000 année
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Collisionneur électron-positon Collisionneur électron-positon (LEP) (LEP)
1717
E=mc2
e+ e-
Production de la masse 100 000 fois plus grande (Z0) que la masse e+ + e-
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Production de matière Production de matière et d’antimatièreet d’antimatière au LEP au LEP
1818
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Le Big BangLe Big Bang
1919
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La symétrie entre la matière et l’antimatièreLa symétrie entre la matière et l’antimatière
2020
Brookhaven,1964
… est violée
K
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AMSAMS
2121
… sera envoyé dans l’espace par la NASA à bord de la navette spatiale en mai 2011 et fixé sur la station spatiale internationale (ISS).
existe-t-il des étoiles d’antimatière?
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LHCbLHCb
2222
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Le 30 mars 2010 ...Le 30 mars 2010 ...
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