Antiparticule
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| Formulaire |
En physique atomique, il est apparu au début du XXe siècle que la description du comportement des particules passe par une équation qui ne fixe que le carré de certaines grandeurs. Cette équation a donc deux solutions : la solution « ordinaire », correspondant au comportement des particules connues, et une solution correspondant à des particules « théoriques », généralement non observées.
Paul Dirac a prédit que ces particules ont une existence réelle, observable dans les conditions extrêmes. Des expériences ont confirmé cette prédiction.
Ainsi, à chaque particule de matière, correspond une antiparticule d'antimatière, ayant des caractéristiques identiques mais une charge électrique opposée (et de même valeur absolue).
Le photon, dont la seule caractéristique est l'énergie (sans masse, sans spin, non électriquement chargé, etc.) est sa propre antiparticule.
La rencontre d'une particule et de son antiparticule les annihile avec disparition de leur masse, et donc création d'une quantité correspondante d'énergie suivant la formule bien connue E = mc2. Cette énergie peut alors donner naissance à des particules neutres (photons, bosons Z0 ou gluons).
Et, inversement, la concentration d'une quantité suffisante d'énergie (éventuellement provoquée par une annihilation particule-antiparticule) provoque la création d'un ou plusieurs couples particule-antiparticule (notamment photon-photon).
En raison de leur charge électrique opposée, une particule et son antiparticule placées dans un même champ électromagnétique sont soumises à des forces opposées, ce qui peut servir à les isoler pour étudier les antiparticules.
Pour créer et observer des antiparticules, on fait donc se rencontrer des particules préalablement accélérées (ce qui les dote d'une très forte énergie), en un lieu doté d'un champ electromagnétique capable d'attirer et isoler les antiparticules (chambre à bulle).