vendredi 22 juillet 2011

Qu'est-ce que les scientifiques cherchent ou espèrent découvrir avec les accélérateurs de particules? (Partie 2)

Nous avons vu le boson de Higgs. Ce n'est pas la seule particule que les scientifiques recherchent. Le boson de Higgs ne justifie pas à lui seul la construction d'un accélérateur aux coups de milliards de dollars. Les scientifiques des particules essaient de comprendre plus en détail le comportement des quarks à l'intérieur des protons et des protons ainsi que d'amasser plus de données sur les brisures de symétries qui se produisent à haute énergie. Ils cherchent aussi à comprendre le comportement de l'antimatière.

Les accélérateurs servent à produire de l'antimatière qui permet aux scientifiques de les étudier. L'antimatière est formée d'antiparticules. Une antiparticule est une particule avec une charge inverse de son homologue. Lorsqu'une particule et son antiparticule se rencontrent, elles s’annihilent en dégageant une énergie fantastique. Par exemple, le positron a les mêmes propriétés que l'électron, mais avec une charge inverse. C'est ce que j'ai appris dans mes livres de cours. En réalité, personne n'est sur que le positron se comporte exactement comme l'électron. Pour cela, les scientifiques doivent le mesurer expérimentalement. Ce qu'ils font avec les accélérateurs. Des chercheurs actuellement produisent des antiprotons et des positrons et les combinent ensemble pour former de l'anti hydrogène. En étudiant l'anti hydrogène, les chercheurs sont en mesure de déterminer expérimentalement les propriétés de l'antimatière.

Pourquoi est-ce important de comprendre l'antimatière? Et bien, un problème sérieux se pose dans le modèle du Big Bang qui s'inspire du modèle standard. Lorsque l'univers chaud se refroidit suite à son expansion, les particules et les antiparticules apparaissent. Si les antiparticules ont exactement les mêmes propriétés que les particules, mis à part la charge inverse, alors la probabilité qu'elles apparaissent est la même que pour les particules. Comme les particules et les antiparticules s’annihilent en entrant en contact, la question est: pourquoi y a-t-il de la matière? Logiquement, si le nombre de particules et d'antiparticules produit est le même, il ne peut y avoir d'univers matériel, juste de l'énergie. Pour résoudre cette énigme, trois physiciens (Christenson, Cronin et Fitch) ont observé que les antiparticules ne se comportaient pas exactement comme les particules, entraînant en un avantage pour les particules. Les accélérateurs de particules permettent d'étudier plus en détail les différences entre les particules et les antiparticules et d'affiner nos modèles sur leur comportement et, par le fait même, affinent notre compréhension de l'univers dans son ensemble.

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