En 1928, le physicien britannique Paul Dirac a écrit une équation qui combinait la théorie quantique et la relativité restreinte pour décrire le comportement d’un électron se déplaçant à une vitesse relativiste. L’équation – qui valut à Dirac le prix Nobel en 1933 – posait un problème : de même que l’équation x2 = 4 peut avoir deux solutions possibles (x = 2 ou x = -2), l’équation de Dirac pourrait avoir deux solutions, l’une pour un électron à énergie positive, l’autre pour un électron à énergie négative. Mais la physique classique (et le bon sens) imposait que l’énergie d’une particule soit toujours un nombre positif.
Dirac a interprété l’équation comme signifiant que pour chaque particule, il existe une antiparticule correspondante, correspondant exactement à la particule mais avec une charge opposée. Par exemple, pour l’électron, il devrait y avoir un « antiélectron », ou « positron », identique en tous points mais avec une charge électrique positive. Cette perspicacité a ouvert la possibilité de galaxies et d’univers entiers composés d’antimatière.
Mais lorsque la matière et l’antimatière entrent en contact, elles s’annihilent – disparaissant dans un flash d’énergie. Le Big Bang aurait dû créer des quantités égales de matière et d’antimatière. Alors pourquoi y a-t-il beaucoup plus de matière que d’antimatière dans l’univers ?
Au CERN, les physiciens fabriquent de l’antimatière pour l’étudier dans des expériences. Le point de départ est le décélérateur d’antiprotons, qui ralentit les antiprotons afin que les physiciens puissent étudier leurs propriétés.
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