L’antimatière est au cœur des romans et des émissions de science-fiction tels que Star Trek, mais en réalité, son existence dans notre univers n’est pas du tout de la fiction. Comme son nom l’indique, cette substance est à l’opposé de la matière et a été découverte dans la première moitié du 20e siècle. Il continue d’intriguer les physiciens et les fans de science-fiction.
La matière, la substance qui compose toutes les choses physiques, est constituée d’atomes eux-mêmes composés de particules telles que des protons, des électrons et des neutrons. De même, l’antimatière contient des antiparticules appelées respectivement antiprotons, positons et antineutrons. Les particules et les antiparticules ont la même masse mais des charges opposées ; par exemple, un électron est chargé négativement et son opposé, le positron, est un électron chargé positivement. L’antimatière est un terme générique qui désigne le point culminant de ces antiparticules.
Lorsque la matière et l’antimatière entrent en contact l’une avec l’autre, elles sont toutes deux annihilées. Cela libère une grande quantité d’énergie. Très généralement, la théorie du big bang de la création de l’univers implique la rencontre à grande échelle de la matière et de l’antimatière.
L’antimatière n’est pas significative sur Terre à moins qu’elle ne soit créée artificiellement dans un laboratoire de physique ou dans un environnement similaire. Les scientifiques ont pu créer des quantités relativement faibles sous forme d’antihydrogène. Il se produit brièvement naturellement à la suite de la pénétration des rayons cosmiques dans l’atmosphère ainsi que de la décomposition de matières radioactives. En quelques nanosecondes, les antiparticules et les particules se rencontrent et sont détruites, c’est pourquoi les antiparticules ne sont pas très courantes sur Terre. Dans l’espace, cependant, il est beaucoup plus courant et observable grâce à l’utilisation d’instruments finement réglés.
La capacité de créer artificiellement de l’antimatière est très importante en science médicale, en particulier dans les tomographies par émission de positons (TEP). Un PET scan utilise les sous-produits de l’annihilation de l’électron et du positron – les photons gamma – pour tester et diagnostiquer le cancer. L’antimatière est également utilisée dans d’autres formes de technologie des rayonnements.
En théorie, l’antimatière pourrait être utilisée comme source de carburant renouvelable et totalement efficace. Le temps, l’effort et le coût de sa création, cependant, l’emportent actuellement sur les avantages de l’énergie qu’il pourrait potentiellement produire. À l’avenir, lorsqu’il sera mieux compris, il pourrait en fait devenir une solution plausible à notre crise énergétique actuelle en ce qui concerne la dégradation de l’environnement.