Une enquête dirigée par le Canada a ouvert un nouveau chapitre dans la recherche sur l'antimatière. Dans une étude publiée aujourd'hui dans La nature , la Collaboration ALPHA, qui comprend 50 physiciens de 17 institutions, rapporte la première observation détaillée des raies spectrales d'un atome d'antimatière.

"Les lignes spectrales sont comme des empreintes digitales, " dit l'auteur principal Michael Hayden, professeur de physique à l'Université Simon Fraser. "Chaque élément a son propre motif unique."

Il y a une exception (possible) :la matière et l'antimatière sont considérées comme des images miroir l'une de l'autre, et ainsi les raies spectrales des atomes d'antimatière devraient être exactement les mêmes que celles de leurs homologues atomiques normaux. Que cela soit vrai ou non est inconnu. Jusqu'à maintenant, les scientifiques n'ont eu qu'un aperçu des raies spectrales de l'antimatière, et les comparaisons avec les raies spectrales de la matière normale ont été grossières.

La collaboration ALPHA étudie l'antihydrogène, la contrepartie antimatière de l'atome d'hydrogène ordinaire. Leurs résultats expérimentaux montrent qu'un ensemble particulier de raies spectrales dans l'antihydrogène correspond très bien à celles de l'hydrogène. L'équipe prévoit de zoomer beaucoup plus près pour vérifier s'il existe des différences subtiles entre les deux atomes à une échelle encore plus fine.

Réalisé au laboratoire du CERN à Genève, la recherche consiste à irradier des atomes d'antihydrogène avec des micro-ondes, similaires à ceux utilisés pour communiquer avec les satellites. Lorsque cela est fait, les anti-atomes révèlent leur identité en émettant ou en absorbant de l'énergie à des fréquences bien précises. Ce modèle, ou spectre, de fréquences correspond à "l'empreinte digitale" décrite par Hayden.

"L'un des défis auxquels nous sommes confrontés est que la matière et l'antimatière s'annihilent lorsqu'elles entrent en contact l'une avec l'autre, " dit Justine Munich, un doctorant en physique de la SFU. "Nous devons les séparer. Nous ne pouvons pas simplement mettre nos anti-atomes dans un récipient ordinaire. Ils doivent être piégés ou maintenus dans une bouteille magnétique spéciale."

"En étudiant les propriétés des anti-atomes, nous espérons en apprendre davantage sur l'univers dans lequel nous vivons, " dit Hayden. " Nous pouvons fabriquer de l'antimatière en laboratoire, mais il ne semble pas exister naturellement, sauf en quantités infimes. Pourquoi est-ce? Nous ne savons tout simplement pas. Mais peut-être que l'antihydrogène peut nous donner quelques indices."