Une particule d’antimatière piégée ouvre une nouvelle voie pour tester la physique

Des physiciens de l’Université Northwestern, aux États-Unis, ont maintenu une unique particule d’antimatière piégée pendant plusieurs mois et contrôlé son énergie par minuscules paliers mesurables. Cette avancée offre un nouveau moyen de tester à quel point matière et antimatière sont le miroir l’une de l’autre.

La particule, appelée positron, a la même masse qu’un électron, mais une charge électrique opposée. Lorsque les deux se rencontrent, ils s’annihilent en libérant de l’énergie. Garder un positron disponible pour l’étudier suppose donc de l’isoler de la matière ordinaire.

Dirigée par Gerald Gabrielse, l’équipe a ralenti des positrons produits par désintégration radioactive et en a capturé un à l’aide de champs électriques et magnétiques. Ceux-ci l’ont maintenu à distance des parois du piège, dans un vide quasi parfait, à une température de seulement 0,3 degré au-dessus du zéro absolu.

Les chercheurs ont amené le mouvement circulaire du positron à son état d’énergie le plus bas possible, puis ont utilisé des micro-ondes pour le faire passer d’un niveau d’énergie à l’autre et ont détecté ces changements. Leur étude a été publiée dans Physical Review Letters le 21 octobre.

L’équipe entend ensuite mesurer les propriétés magnétiques du positron et les comparer à celles de l’électron. La théorie prédit des intensités magnétiques identiques. Un écart pourrait révéler des phénomènes physiques encore inconnus et donner des indices sur la raison pour laquelle l’Univers contient bien plus de matière que d’antimatière. Cette comparaison est toujours en cours.