Des physiciens piègent un seul positron pendant des mois pour sonder les secrets de l'antimatière

Des physiciens dirigés par le Dr Gerald Gabrielse, de l'université Northwestern, ont piégé un seul positron — l'équivalent en antimatière d'un électron — dans un piège magnétique cryogénique pendant plusieurs mois. En refroidissant la particule jusqu'à près du zéro absolu, l'équipe a créé ce qu'elle décrit comme un cyclotron quantique à un seul positron, un atome artificiel dont les niveaux d'énergie quantique peuvent être contrôlés et observés avec précision.

Le positron provenait de la désintégration nucléaire d'un atome radioactif de sodium, qui libère des positrons à haute énergie et grande vitesse ; parvenir à en diriger un dans le piège froid a constitué l'un des principaux défis de ces travaux. Une fois le positron maintenu en place, les chercheurs ont utilisé des signaux radio et micro-ondes pour provoquer des transitions entre niveaux d'énergie quantique individuels et détecter ces sauts. Cette technique leur a permis de mesurer le moment magnétique du positron.

Le groupe de Gabrielse avait déjà réalisé le même type de mesure quantique pour l'électron, avec une précision d'une partie sur dix puissance treize, et l'équipe vise désormais à atteindre ce même niveau de précision pour le positron. L'objectif scientifique ultime est de déterminer si le positron est véritablement l'opposé exact de l'électron pour chaque propriété mesurable, ou s'il existe d'infimes différences physiques entre les deux. Une telle différence indiquerait l'existence d'une physique allant au-delà de notre compréhension actuelle de l'univers.

Le Dr Gabrielse a évoqué ces recherches dans l'émission « Science Friday », animée par Flora Lichtman.