À chaque particule de matière correspond une antiparticule, sa jumelle « miroir » de charge opposée. Lorsqu'elles se rencontrent, elles s'annihilent en un éclair d'énergie pure. C'est l'antimatière — bien réelle, et déjà utilisée en médecine.
Chiffres clés
- Anti-électron
- le positron (charge +)
- Prédiction / découverte
- 1928 / 1932
- Annihilation
- matière + antimatière → énergie
- Usage médical
- imagerie TEP (PET scan)
Une particule miroir
Pour chaque particule de matière, il existe une antiparticule de même masse mais de charge opposée. L'antiparticule de l'électron (négatif) s'appelle le positron et porte une charge positive.
L'antimatière a d'abord été prédite par le calcul en 1928 par le physicien Paul Dirac, avant d'être observée pour de vrai dès 1932. On en fabrique aujourd'hui d'infimes quantités dans les grands accélérateurs de particules.
L'annihilation
Que se passe-t-il quand une particule rencontre son antiparticule ? Les deux disparaissent instantanément et se transforment entièrement en énergie, sous forme de lumière (photons), selon la relation d'Einstein E = mc².
C'est la conversion masse-énergie la plus complète que l'on connaisse : rien ne se perd, toute la masse devient énergie. La médecine s'en sert déjà : c'est le principe de l'imagerie TEP (le « PET scan »), qui détecte les photons d'annihilation pour former des images du corps.
L'énigme de l'asymétrie
Reste un grand mystère. Au moment du Big Bang, matière et antimatière auraient dû être créées en quantités exactement égales… et donc tout se serait annihilé, ne laissant que de la lumière. Or l'Univers, les étoiles et nous-mêmes sommes bien là, faits de matière.
Il a donc dû subsister un minuscule excédent de matière — environ une particule sur un milliard. Pourquoi ce léger déséquilibre en notre faveur ? C'est l'une des grandes énigmes non résolues de la physique.
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