A la recherche de l'antimatière

Où est passée l’antimatière? – Les physiciens de l’Université de Genève assemblent au CERN le détecteur AMS-02. 

«Où est passée l’antimatière»? Paradoxe : les laboratoires de physique tels que le CERN en produisent depuis des années mais elle n’a jamais été trouvée dans l’Univers. Les physiciens du monde entier cherchent les preuves de son existence avec des équipements toujours plus performants. L’expérience AMS (Anti-Matter Spectrometer) est à la pointe de la technologie et sera le premier détecteur de ce type à être installé sur la Station Spatiale Internationale ISS. Le 25 septembre le cœur du détecteur, jusqu’ici assemblé au Département de Physique Nucléaire et Corpusculaire (DPNC) par le groupe de recherche du prof. Martin Pohl, a été transporté au CERN où l’expérience est entrée dans sa phase finale de préparation en vue de son voyage à bord de la navette spatiale de la NASA.

Des expériences récentes (par exemple celle du satellite WMAP et les études sur les supernovae) suggèrent que les atomes comme nous les connaissons, malgré le fait qu’ils soient à la base de tout ce qui nous entoure, ne contribuent que 5% à la masse de l’univers, le reste provenant de la matière noire (25%) et de l’énergie noire (70%). L’identification directe de la matière noire, dans les accélérateurs ou dans l’espace, et la compréhension de la nature de l’énergie noire sont devenues deux des questions les plus importantes de la physique des particules.

AMS-02
Le cœur de l’expérience AMS-02, comprenant 200'000 canaux de détection, dans la salle blanche du DPNC, prêt pour le transport au CERN

Particules témoins
Le but du projet AMS-02 est une amélioration substantielle de l’observation des particules dans l’espace. Un spectromètre de grande sensibilité et de haute résolution a été construit à cet effet : il sera installé sur la Station Spatiale Internationale (ISS) sur orbite basse pour une longue période d’observation. Ses objectifs de recherche vont de la recherche de la matière noire par la détection des produits d’annihilation des particules supersymétriques, à la recherche d’antimatière primordiale. En fait, la théorie du Big Bang implique que matière et antimatière étaient également abondantes à l’origine de l’Univers. Jusqu’à maintenant on a pu exclure la présence de grandes quantités d’antimatière dans le voisinage de notre amas de galaxies. Mais qu’en est-il ailleurs ? L’expérience AMS-02 sera capable de détecter la moindre trace d’antimatière primordiale si elle existe et si elle peut atteindre notre Terre.

De la Terre à l’espace
Le DPNC est un membre fondateur de l’expérience AMS et a participé à la mission pilote AMS-01 lors du vol STS-91 de la navette spatiale. AMS a le statut d’une expérience reconnue au CERN et y aura ses quartiers généraux et centres de contrôle et d’acquisition de données. Elle bénéficie du support de l’ESA au niveau européen et comprend comme partenaires suisses l’EPF Zürich et l’Université de Genève.
D’après les plans actuels de la NASA, AMS-02 sera installé sur l’ISS, probablement en 2010 et prendra des données pendant au moins trois années.

«Le déménagement au CERN est la première étape d’un voyage qui, à la suite de l’intégration finale du détecteur, nous amènera d’abord au Kennedy Space Center en Floride et finalement sur l’ISS par un des derniers vols de la Navette» explique le prof. Martin Pohl, chef du projet à l’Université de Genève. «Jusqu’à présent, les expériences étudiant les rayons cosmiques installées sur terre ou sur ballons n’ont pas donné de résultats décisifs sur ces domaines de physique. Avec AMS-02 nous ouvrons de nouvelles frontières en appliquant les technologies de pointe des détecteurs de particules aux recherches dans l’espace.»

AMS Group
L’équipe genevoise de l’expérience AMS-02, fière du produit de plus de cinq ans de travail.

2 octobre 2007

2007

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