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+=====Les armes à antimatière=====
+Au CERN (Laboratoire européen de physique des particules),
+dans la nuit du 17 au 18 juillet 1986, pour la première fois
+dans l'histoire, de l'antimatière a été
+capturée dans un piège électromagnétique.
+En raison des conditions relativement précaires de cette
+première tentative réussie, les antiprotons n'ont pu
+être conservés que pendant dix minutes environ, une
+durée toutefois plus longue que les Américains Bill Kells
+de Fermilab et Gerald Gabrielse de l'Université de Washington
+n'avaient osé espérer. Lorsque ces chercheurs reviendront
+au CERN pour une nouvelle tentative, un appareillage plus
+perfectionné leur permettra, litéralement, de 'mettre en
+bouteille' quelques dizaines ou centaines d'antiprotons. Quand cette
+technique sera définitivement au point, ils pourront retourner
+chez eux avec dans leurs bagages une substance infiniment plus rare et
+difficile à obtenir qu'un morceau de lune. Ils pourront ainsi
+terminer dans leur propre laboratoire une expérience des plus
+importantes pour les théories d'unification des forces de la
+nature, celle qui consiste à comparer les masses du proton et de
+l'antiproton avec une précision meilleure qu'une partie dans un
+milliard.
+D'autres chercheurs américains, en provenance cette fois-ci
+du laboratoire militaire de Los Alamos (où; durant la
+deuxième Guerre Mondiale la bombe atomique a été
+mise au point) sont aussi à pied d'oeuvre à
+Genève. Avec des moyens beaucoup plus importants et un
+matériel beaucoup plus sophistiqué, ils comptent aussi
+dans quelques mois capturer des antiprotons et les mettre en bouteille,
+mais en quantités beaucoup plus grandes. Comme ceux de
+l'équipe de l'Université de Washington, ils s'efforceront
+de déceler une infime différence de masse entre le proton
+et son antiparticule. Mais de plus, ils tenteront toutes sortes de
+manipulations extraordinaires telles que fabriquer de
+l'antihydrogène, injecter des antiprotons dans de
+l'hélium superfluide, rechercher des états
+métastables dans la matière ordinaire, etc. Des
+expériences cruciales qui devraient dans un proche avenir nous
+apprendre si oui ou non l'antimatière peut devenir une nouvelle
+forme d'énergie nucléaire, utilisable à des fins
+civiles et militaires. Pour les expériences les plus
+délicates, ils pourraient ainsi emporter à Los Alamos une
+bouteille d'antimatière, cuvée 1987 ou 88, afin d'y
+mettre au point, dans le calme des montagnes du Nouveau Mexique, des
+armes nucléaires exemptes de retombées radioactives, des
+armes à faisceaux projetant des jets de plasmas
+thermonucléaires, des lasers à rayons x ou gamma, et
+d'autres armes encore secrètes, toutes actionnées par
+l'antimatière.
+==== Un concept vieux de plus de 40 ans ... ====
+Paradoxalement, aussi futuristes et révolutionnaires que ces
+armes puissent paraître, la reconnaissance de l'importance
+militaire de l'antimatière [1], à condition qu'on sache
+la produire, est aussi ancienne que les textes de science fiction qui
+en parlent. C'est ainsi qu'Edward Teller, le père de la bombe H
+américaine, avait peut-être déjà des
+idées sur d'éventuelles applications militaires lorsqu'il
+publia en 1947, avec Enrico Fermi, un article traitant de la capture
+par la matière de particules négatives plus lourdes que
+l'électron [2]. Il est tout aussi significatif de constater que
+près de la moitié des publications non classifiées
+d'Edward Teller parues depuis 1945, et beaucoup des articles
+publiés d'Andrei Sakharov [3], le père de la bombe H
+soviétique, concernent de près ou de loin
+l'antimatière.
+En fait, en 1950, deux ans avant l'explosion de la première
+bombe H, l'allumage par l'antimatière d'un mélange de
+deutérium et de tritium était à l'étude.
+Comme le montre, par exemple, un article de A.S. Wightman [4]
+(étudiant spécifiquement le problème de la capture
+des antiprotons par le deutérium et le tritium, le combustible
+de la bombe H) et celui de J. Ashkin, T. Auerbach et R. Marschak [5]
+(essayant de calculer le résultat des interactions entre un
+antiproton et un noyau de matière ordinaire), le problème
+principal de l'époque était qu'on ne disposait alors
+d'aucune donnée expérimentale permettant de savoir
+exactement ce qui se passe lorsque, par exemple, un proton rencontre un
+antiproton. Cependant, des arguments théoriques très
+solides permettaient déjà de conna&icirc;tre les deux
+caractéristiques essentielles d'une telle réaction
+d'annihilation, réaction au cours de laquelle les masses d'une
+particle et de son antiparticule se transforment entièrement en
+énergie. Ces deux charactèristiques restent encore
+valables aujourd'hui et justifient pleinement l'intér&ecirc;t de
+l'antimatière. C'est, d'une part, le fait que lors d'une
+réaction d'annihilation, le dégagement d'énergie
+utilisable par unité de masse dépasse tout ce que l'on
+conna&icirc;t déjà. Pour une annihilation
+proton-antiproton, il est trois cent fois plus élevé que
+pour une réaction de fission ou de fusion. D'autre part,
+lorsqu'on approche l'antimatière de la matière, la
+réaction d'annihilation démarre toute seule, sans qu'on
+aie à rassembler une masse critique comme dans la fission, et
+sans apport initial d'énergie d'allumage comme dans la fusion. </p>
+<p> Bref, une allumette nucléaire idéale, à
+condition que l'on sache produire, et bien s&ucirc;r manipuler, des
+quantités non-négligeables d'antimatière. Mais
+comme on ne savait ni quand ni comment on pourrait fabriquer cette
+antimatière, et que nombre de questions fondamentales sur
+l'annihilation étaient en suspend, les recherches
+appliquées se concentraient depuis plusieurs années sur
+d'autres techniques, plus prometteuses à court terme, quoique
+moins élégantes pour les théoriciens. C'est ainsi
+que le problème de l'allumage de la bombe H fut résolu
+par l'utilisation d'une bombe A comme détonateur, et l'existence
+de l'antiproton resta théorique jusqu'en 1955.
+====La fabrication des premiers antiprotons====
+Historiquement, la première antiparticule observée a
+été l'antiélectron, aussi appelé positron.
+Elle fut découvert, en 1932, par Carl David Anderson qui observa
+dans le rayonnement cosmique une particule de m&ecirc;me masse que
+l'électron, mais de charge opposée. Evidemment, on a
+essayé de découvrir l'antiproton de la m&ecirc;me
+manière, mais sans succès. Ne connaissant de lui que sa
+masse et sa charge électrique, il était pratiquement
+impossible de l'identifier de manière certaine dans le
+rayonnement cosmique avec les détecteurs disponibles à
+l'époque [5]. On devait donc le produire artificiellement. Et
+pour cela, il fallait un accélérateur plus puissant que
+tous les accélérateurs construits jusque-là.
+Très schématiquement, la production d'antimatière
+se fait ainsi : des protons sont accélérés
+à une vitesse proche de la lumière, puis projetés
+sur une cible. Il y a collision. Si violente qu'une partie de
+l'énergie se transforme en paires particules-antiparticules. Une
+fois cet accélérateur construit à Berkeley, on a
+pu alors "voir", des antiprotons pour la première fois en 1955.
+En les injectant dans un détecteur rempli d'hydrogène
+liquide, on observa que lors de la rencontre, explosive, d'un
+antiproton avec un proton, l'énergie ainsi libérée
+se rematérialisait en une kyrielle d'autres particules qui
+partaient dans toutes les directions. Ces particules sont
+essentiellement des pions (encore appelés mésons pi).
+Elles emportaient avec elles la quasi totalité de
+l'énergie d'annihilation. Mais Edward Teller et son
+étudiant Hans-Peter D&uuml;rr n'en restèrent pas
+là [6]. En 1956, ils émirent l'hypothèse que si au
+lieu de s'annihiler avec un simple noyau d'hydrogène,
+l'antiproton s'annihilait avec un proton ou un neutron situé au
+coeur d'un noyau complexe comme le carbone ou l'uranium, le noyau en
+question exploserait litéralement, d'o&ugrave; un
+dép&ocirc;t d'énergie extr&ecirc;mement importante.
+Ainsi, un grand nombre d'applications civiles et militaires de
+l'antimatière redevenaient possible en théorie. </p>
+====Les découvertes du CERN ...====
+Trente ans s'écoulèrent avant qu'on ne réalise
+le complexe de machines hypersophistiquées nécessaires
+à l'accumulation et au ralentissement d'antiprotons. Ce
+système unique au monde [7] se trouve au CERN (fig. 1).
+Grâce à lui, il est devenu possible d'étudier la
+rencontre d'un grand nombre d'antiprotons avec des noyaux d'atomes.
+C'est ainsi que l'on a pu définitivement établir que si
+le dép&ocirc;t d'énergie n'était pas aussi
+importante que Teller --- ou d'autres plus récemment [8] ---
+l'avait escompté, il était toutefois suffisante pour que
+les applications militaires de l'antimatière deviennent possible
+en pratique. Par contre, il devenait tout aussi clair que
+l'antimatière ne pourrait jamais devenir une source
+d'énergie utilisable dans une centrale électrique. Il
+faut savoir en effet que la production d'antimatière co&ucirc;te
+cher, très cher, tant il faut d'énergie pour la
+créer.
+Grâce aux résulats du CERN, nous avons pu, dès
+ao&ucirc;t 1985, publier une estimation du nombre d'antiprotons
+nécessaires pour allumer des réactions
+thermonucléaires : que ce soit pour amorcer une bombe H ou pour
+déclencher la microexplosion d'une pastille de combustible
+thermonucléaire [9]. Nous avons ainsi découvert qu'il
+était tout à fait possible de réaliser une bombe
+H, ou une bombe à neutrons, dans laquelle les trois à
+cinq kilogrammes de plutonium seraient remplacés par un
+microgramme d'antihydrogène. Le résultat serait ce que
+les militaires appellent une bombe `propre', c'est-à-dire une
+arme nucléaire pratiquement exempte de retombées
+radioactives, car ne contenant plus de matériaux fissiles (fig.
+).
+====... et la renaissance de l'intérêt des militaires====
+Pour qu'une telle utilisation militaire soit réaliste, il
+faut disposer d'une technologie capable de produire suffisamment
+d'antiprotons pour fabriquer au moins un détonateur à
+antimatière par jour. D'o&ugrave; un taux de production minimal
+de 10<sup>13</sup> antiprotons par seconde, ce qui est six ordres de
+grandeurs plus élevé que celui du CERN aujourd'hui (10<sup>7</sup>
+antiprotons par seconde); mais de nombreuses possibilités
+d'augmenter ce dernier chiffre existent théoriquement [9]. Ce
+que nous ignorions, c'est que, dès l'été 1983, la
+RAND corporation avait déjà examiné pour le compte
+de l'US Air Force les possibilités d'exploiter "le grand
+dégagement d'énergie, résultant de l'annihilation
+matière-antimatière" [10]. Des préoccupations
+similaires avaient également germé en Union
+Soviétique [11]. Le travail de la RAND fut
+complété en 1984 et la version publiée en juin
+constitue une importante évaluation des possibilités
+de développement d'une telle entreprise en vue d'applications
+militaires.
+Selon ce document, une évaluation définitive de la
+possibilité de produire et manipuler 10<sup>13</sup> antiprotons
+par second, et de réaliser des réservoirs d'antiprotons
+transportables, devrait pouvoir &ecirc;tre obtenue dans les cinq
+à sept prochaines années ; d'importants
+développements technologiques pouvant &ecirc;tre testés
+à l'aide de particules ordinaires d'antiprotons. Ce rapport
+mentionne quatre grandes catégories d'applications: <i>propulsion</i>
+(carburant pour fusées anti-missiles ultra-rapides), <i>genérateurs
+d'énergie</i> (ultra-compactes et légers pour les
+plateformes militaires en orbite), <i>armes à énergie
+dirigées</i> (faisceaux d'antihydrogène, lasers
+nécessitant un pompage ultra-rapide) et <i>"autres usages
+militaires secrets"</i> (bombes diverses actionnées par
+l'antimatière).
+Pour toutes ces applications, en plus des avantages liés
+à l'extr&ecirc;me densité d'énergie et à la
+facilité d'allumage, les réactions d'annihilations ont
+deux caractéristiques spécifiques importantes : la
+libération d'énergie dans une explosion
+matière-antimatière est extr&ecirc;mement rapide (dix
+à mille fois plus brève que dans une explosion
+nucléaire) et la plus grande partie de l'énergie est
+émise sous forme de particules chargées
+légères mais très énergétiques (le
+rapport énergie/masse des pions émis dans l'annihilation
+est deux milles fois plus élevé que le rapport
+correspondant pour la fission ou la fusion). A l'aide de champs
+magnétiques, on peut alors former un faisceau de pions d'une
+intensité colossale, de l'ordre de 100 méga-ampère
+par microgramme d'antiprotons. Dirigé dans l'axe d'un dispositif
+adéquat, un tel faisceau peut actionner un
+générateur magnéto-hydrodynamique, engendrer un
+faisceau d'ondes électromagnétiques, amorcer une
+explosion thermonucléaire cylindrique, ou encore pomper un laser
+à rayons x de grande puissance. Dans ce dernier cas,
+l'énergie des pions transformerait, en un plasma très
+uniforme, un long cylindre d'une substance telle que le
+sélénium, dont les atomes ionisés possèdent
+des états excités favorables à l'émission
+stimulée et à l'amplification d'un rayonnementxX
+cohérent. Mais ce concept n'est qu'un exemple parmi d'autres
+d'une série de possibilités qui permettent, en
+théorie, grâce à l'antimatière, d'envisager
+des laser x au rendement dix à mille fois plus
+élevés que ceux qui sont actionnés par d'autres
+sources d'énergie.
+La mise au point de ces applications demande évidemment un
+certain nombre d'expériences qui ne peuvent &ecirc;tre faites
+qu'avec de l'antimatière. Cependant, dans la mesure o&ugrave;
+des antiprotons fabriqués en Europe (sur territoire suisse)
+pourront &ecirc;tre mis en bouteille et emmenés aux Etats-Unis,
+la RAND Corporation estime que la construction d'une installation aussi
+complèter que celle du CERN ne sera pas nécessaire
+à court terme aux Etats-Unis [12].
+====Recherche fondamentale ou recherche militaire ?====
+En raison de l'importance des enjeux stratégiques (il
+semble, par exemple, que l'antimatière soit une source
+d'énergie particulièrement intéressante pour
+actionner les laser à rayons x de la Guerre des étoiles),
+il n'est pas étonnant que les savants américains et
+soviétiques intéressés par les applications
+éventuelles de l'antimatière se pressent pour venir au
+CERN, qui dispose aujourd'hui d'au moins cinq ans d'avance dans la
+technique de production de l'antimatière. Dans ce contexte, il
+n'est pas étonnant non plus qu'un faux pas survienne...
+En effet, la justification officielle des équipes de
+physiciens américains en provenance de laboratoires militaires,
+est de venir au CERN pour y faire des recherches <i>fondamentales</i>,
+de science pure. Or, au début de juillet 1986, ces m&ecirc;mes
+Américains devaient aller à Madrid o&ugrave; une session
+entière de la quatrième conférence internationale
+sur les systèmes nucléaires avancés était
+consacrée aux applications de l'antimatière pour la
+production d'énergie nucléaire. A cette m&ecirc;me
+conférence, nous devions présenter le point de vue que
+les seules applications réalistes de l'énergie
+d'annihilation seraient dans le domaine militaire [13]. </p>
+<p> Coup de théâtre, les Américains ne sont pas
+venus ! Dix jours avant le début de la conférence, ils
+ont annoncé leur retrait sans fournir de réelles
+explications. Les participants ont vite compris que les
+autorités américaines avaient sans doute
+réévalué l'importance militaire de
+l'antimatière et avaient emp&ecirc;chés les chercheurs de
+Los Alamos de venir à Madrid [14]. Des scientifiques travaillant
+au CERN, en provenance d'un laboratoire militaire non européen,
+ont ainsi montré qu'ils avaient d'autres intér&ecirc;ts
+que la recherche fondamentale, et que ces intér&ecirc;ts
+touchaient de toute évidence au domaine couvert par le secret
+défense...
+====Conséquences stratégiques et politiques====
+Que des armes thermonucléaires actionnées à
+l'antimatière soient réalisables ou non, que d'autres
+armes utilisant l'énergie d'annihilation soient faisables ou
+non, le fait qu'une quantité relativement faible
+d'antimatière puisse déclencher une explosion
+thermonucléaire de grande puissance pose de graves
+problèmes pour l'avenir de l'équilibre
+stratégique. En effet, les traités de contr&ocirc;le des
+armements actuellement en vigeur ne concernent formellement que les
+dispositifs et les matériaux qui sont en rapport avec la fission
+[15] : bombes atomiques, réacteurs nucléaires et
+matières fissiles. En éliminant l'amorce de fission des
+armes thermonucléaires, les bombe H ou les bombes à
+neutrons déclenchées à l'antimatière
+pourraient &ecirc;tre librement fabriquées par tout pays qui en
+aurait les moyens, et placées dans tous les environnements, y
+compris l'espace extra-atmosphérique. </p>
+<p> D'autre part, si par exemple des obstacles techniques
+emp&ecirc;chaient la réalisation concrète d'armes
+à antimatière utilisables sur le champ de bataille, les
+microexplosions actionnées par l'antimatière
+permettraient néanmoins de réaliser en laboratoire des
+explosions thermonucléaires de faible et moyenne puissance.
+Cette possibilité réduirait considérablement le
+besoin d'effectuer des explosions nucléaires souterraines, et
+rendrait évidemment dérisoire toute tentative de
+ralentissement de la course aux armements par un éventuel
+traité d'interdiction complet des essais nucléaires [15].
+Une telle installation d'essais nucléaires en laboratoire
+pourrait &ecirc;tre construite autour d'un complexe de grands
+accélérateurs d'ions lourds [16], lesquels serviraient
+alors autant pour la production massive d'antimatière, que pour
+des études de compression et d'explosion de microbilles de
+combustibles thermonucléaires.
+André Gsponer et Jean-Pierre Hurni
+====Références====
+[1] J. Grinevald, A. Gsponer, L. Hanouz et P. Lehmann: La quadrature
+du CERN. Editions d'En Bas, CH-1017 Lausanne (1984).
+[2] E. Fermi and E. Teller: The capture of negative mesotrons in
+matter. Phys. Rev. <strong>72</strong> (1947) 399--408.
+[3] A. D. Sakharov: Oeuvres scientifiques, Editions anthropos, Paris
+(1984).
+[4] A. S. Wightman: Moderation of negative mesons in Hydrogen I:
+Moderation from high energies to capture by an H<sub>2</sub> molecule.
+Phys. Rev. **77** (1950) 521--528. (Note: la partie II de
+cet article n'a jamais été publiée.)
+[5] J. Ashkin, T. Auerbach and R. Marschak: Note on a possible
+annihilation process for negative protons. Phys. Rev. **79**
+(1950 ) 266--271.
+[6] H.-P. Duerr and E. Teller: Interaction of antiprotons with
+nuclear fields. Phys. Rev. <strong>101</strong> (1956) 494--495.
+[7] La mise en service à Fermilab près de Chicago d'un
+système de production et de refroidissement d'antiprotons est
+prévue pour la fin 1986. Par contre, on ne prévoit pas
+d'y construire un sytème de décélération
+semblable à LEAR (fig. 1). En ce qui concerne l'URSS, on n'a que
+peu de détails sur l'état d'avancement de leur projets
+avec l'antimatière.
+[8] M.R. Clover et al.: Low energy antiproton-nucleus interactions.
+Phys. Rev. <strong>C26</strong> (1982) 2138-2151.
+[9] A. Gsponer and J.-P. Hurni: Antimatter induced fusion and
+thermonuclear explosions. Atomkernenergie--Kerntechnik <strong>49</strong>
+(1987) 198--203.
+[10] B.W. Augenstein: Concepts, problems, and opportunities for use
+of annihilation energy. Prepared for the United States Air Force, RAND
+Note N-2302-AF/RC, June (1985).
+[11] N. A. Vlasov: Annihilation as an energy process. Soviet atomic
+energy <strong>44</strong> (1978) 40--45.
+[12] Référence 9, page 43.
+[13] A. Gsponer and J.-P. Hurni: The physics of antimatter induced
+fusion and thermonuclear explosions. Proceedings of the 4th
+International Conference on Emerging Nuclear Energy Systems, Madrid,
+June 30/July 4, 1986 (World Scientific, Singapore, 1987) 166--169.
+[14] Les titres des communications censurées étaient
+les suivants:
+W. Saylor, S. Howe, D. Holtkamp, M. Hynes (invited paper):
+Antimatter production factory - systems tradoffs.
+M. H. Holzscheiter: Antiproton storage - A new concept for future
+energy systems. <
+L. J. Campbell: Antiproton storage in condense matter - The promise,
+the prospects.
+S. Howe (invited paper): Use of antimatter annihilation products to
+produce usable power for space based applications.
+[15] A. Gsponer, B. Jasani and S. Sahin: Emerging nuclear energy
+systems and nuclear weapon proliferation. Atomkernenergie/Kerntechnik <strong>43</strong>
+(1983) 169--174.
+[16] C. Deutsch: Intertial confinment fusion driven by intense ion
+beams. Annales de Physique <strong>11</strong> (Février 1986)
+--111.
+**Illustration No 1:**
+**Réservoir transportable d'antimatière**
+{{:article:penning.jpg|}}
+Des antiprotons produits au CERN peuvent &ecirc;tre stockés
+dans une trappe de Penning comme celle-ci, et envoyés par voie
+de surface ou par avion dans un laboratoire industriel ou militaire. La
+plus grande partie de cette ``bouteille'' est un réservoir
+contenant de l'azote liquide destiné à refoidir la trappe
+de Penning proprement dite. Celle-ci se trouve au bas de
+l'équipement, à la hauteur du système
+d'injection/extraction des antiprotons. (Cliché Pennsylvania
+State University.)<br>
+**Illustration No 2**
+**Bombe à hydrogène actionnée à l'antimatière**
+{{:article:bombe.jpg|}}
+Il est possible de réaliser une arme thermonucléaire
+dans laquelle les quelques 3 à 5 kilos de plutonium
+nécessaires à l'amor&ccedil;age seraient remplacés
+par 1 microgramme d'antihydrogène. Dans une telle bombe
+hypothétique, l'antimatière se trouverait au centre, sous
+forme d'une bille d'un dixième de mm de diamètre
+isolée du combustible thermonucléaire, une sphère
+creuse de 100 g de Li2DT qui l'entoure. Après qu'un ensemble de
+lentilles explosives a suffisamment comprimé ce combustible,
+celui-ci touche l'antihydrogène. Les réactions
+d'annihilation matière-antimatière se déclanchent
+alors instantanément, fournissant l'énergie
+nécessaire pour "allumer" les réactions
+thermonucléaires. Si le degré de compression choisi est
+élevé, on obtient une bombe à effets
+mécaniques augmentés ou, s'il est bas, une bombe à
+neutrons (voir "Les armes à neutrons" dans La Recherche de
+septembre 1984). Dans les deux cas, les effets d'impulsion
+électromagnétique et les retombées radioactives
+sont nettement réduits par rapport à ceux d'une bombe A
+ou H conventionnelle de m&ecirc;me puissance. </p>
+----
+**ENCADRE**
+===Production et stockage des antiprotons===
+La théorie quantique relativiste prédit l'existence
+de deux espèces de composants élémentaires qui se
+manifestent sur un pied d'égalité par rapport aux
+équations fondamentales. Pour chaque particule, il existe ainsi
+une antiparticule dont la masse et le spin sont les m&ecirc;mes, mais
+dont les charges électrique et forte sont du signe
+opposé. De plus, particules et antiparticules peuvent
+appara&icirc;tre ou dispara&icirc;tre par paires, et ceci notamment
+lorsque de l'énergie se transforme en matière. </p>
+<p> Les antiprotons et les positrons seront très probablement
+les seules formes d'antimatière qu'il sera possible de produire
+en quantités substancielles dans les années à
+venir. Pour les fabriquer, on accélère des protons (ou
+d'autres particules) à des énergies telles que lorsqu'ils
+entrent en collision avec une cible, une partie de l'énergie se
+transforme en des paires particules-antiparticules. En pratique, si
+l'on utilise une cible fixe, la production des antiprotons est maximale
+(par rapport à l'énergie investie) lorsque les protons
+sont accélérés à une énergie de 120
+GeV (giga électron-volts) environ [A]. Comme moins d'une
+collision sur trente produit un antiproton, et que la masse de
+l'antiproton ne correspond qu'à 0.94 GeV, le rendement
+énergétique est très mauvais. De ce point de vue,
+une meilleure solution serait d'utiliser un anneau-collisionneur dans
+lequel les antiprotons sont produits lors de la collision frontale de
+protons tournant en sens opposé [B]. Toutefois, en
+théorie, un rendement encore plus élevé pourrait
+&ecirc;tre obtenu si l'on parvenait à recréer en
+laboratoire des conditions semblables au `Big-Bang' originel, dans
+lesquelles la production de paires protons-antiprotons deviendrait
+spontanée. Il est possible que de telles conditions se
+retrouvent dans des plasmas de quarks et de gluons créés
+lors des collisions de ions lourds, lesquelles font aujourd'hui l'objet
+de recherches intensives [C].
+Une fois les antiprotons créés (avec tout un spectre
+de vitesses et de directions), l'étape suivante consiste
+à les capturer avant qu'ils n'interagissent avec la
+matière. Ce problème est bien plus difficile que celui de
+la production, et il a fallu près de 30 ans pour qu'on trouve,
+au CERN, une solution. Pour cela il a fallu inventer le
+`refroidissement stochastique', une technique qui permet de
+réduire la largeur de la distribution des vitesses des
+antiprotons [Voir "La découverte des bosons
+intermédiaires" dans La Recherche d'avril 1984, p.508-510]. Il
+est alors possible de concentrer les antiprotons dans un très
+petit faisceau, de les accumuler dans des anneaux de stockage et,
+finalement, de les ralentir jusqu'à des énergies telles
+qu'on puisse les immobiliser dans des pièges
+électromagnétiques.
+Dans un piège de Penning, les particules sont
+confinées radialement par un champ magnétique et
+axialement par un champ électrostatique. C'est avec un
+piège cylindrique de ce type que l'on a pu garder en bouteille,
+à l'université de Washington, le m&ecirc;me
+électron pendant plus de 10 mois [D], et que l'on vient de
+mettre "en bo&icirc;te," au CERN, des antiprotons pour la
+première fois. Pour conserver des antiprotons pendant des
+années, il faut encore s'assurer que le vide soit meilleur que 10<sup>-18</sup>
+Torr, ce qui n'est possible qu'avec des enceintes fermées
+(après remplissage) et refroidies à la température
+de l'hélium liquide. Il est alors pratiquement impossible de
+mesurer la qualité du vide, si bien que seule
+l'expérience permettra de vérifier si la technique est
+bonne. En cas de succès, il sera possible de réaliser des
+bouteilles transportables d'une capacité de 10<sup></sup>22
+à 10<sup>13</sup> antiprotons [E]. </p>
+<p> Alors commencera la phase décisive pour les applications
+pratiques de l'antimatière : sera-t-il possible de
+développer des techniques de stockage qui soient à la
+fois suffisamment compactes et simples ? Pour cela, deux voies
+principales sont envisagées. La première consiste
+à faire de l'antihydrogène en combinant des antiprotons
+avec des positrons, puis à essayer de former des billes
+d'antihydrogène solide, que l'on pourrait manipuler et conserver
+à l'aide de diverses techniques de lévitation
+électromagnétique ou optique. On obtiendrait de la sorte
+des densités de stockage très élevées, mais
+uniquement dans des enceintes cryogéniques et des vides de
+très haute qualité.
+L'approche la plus séduisante serait de stocker les
+antiprotons dans de la matière ordinaire. En effet, si toute
+particule d'antimatière a tendance à s'annihiler
+spontanément au contact de la matière (que ce soit sous
+l'effet de l'attraction électromagnétique dans le cas des
+positrons et des antiprotons, ou des forces de van der Waals dans le
+cas de l'antihydrogène) l'existence d'états
+métastables d'antiprotons dans la matière
+condensée ne peut pas &ecirc;tre exclue à priori [F]. Par
+exemple, diffusé à très basse énergie dans
+un solide, un atome d'antihydrogène se déplacera jusqu'au
+moment o&ugrave; son positron s'annihilera avec un électron.
+L'antiproton pourra alors prendre la place de cet électron et,
+sous certaines conditions, rester confiné dans certains points
+du réseau cristallin. On ne sait pas encore aujourd'hui quels
+types de matériaux utiliser, mais l'immense diversité des
+composés chimiques est à la disposition des chercheurs. </p>
+<p> D'autres possibilités moins évidentes au premier
+abord pourraient se présenter encore. Par exemple, tout comme
+les électrons, il est possible que les antiprotons forment dans
+l'hélium liquide une bulle au centre de laquelle ils
+subsisteraient indéfiniment [F]. De m&ecirc;me, il n'est pas
+impossible que des antiprotons dans un métal y forment des
+paires de Cooper qui, telles les paires d'électrons responsables
+de la supraconductivité, seraient virtuellement incapables de
+perdre par choc de l'énergie cinétique, et donc de
+s'annihiler.
+ A. G. et J.-P. H
+Références (pour l'encadré)
+[A] A. Gsponer and J.-P. Hurni: Antimatter induced fusion and
+thermonuclear explosions. Atomkernenergie--Kerntechnik <strong>49</strong>
+(1987) 198--203.
+[B] G. Chapeline and R. Moir: Some thoughts on the production of
+muons for fusion catalysis. LLNL Report UCRL-93611 submitted to Journal
+of Fusion Energy (January 15, 1986).
+[C] T.A. DeGrand: Are antibaryons a signal for phase transition in
+ultrarelativistic nucleus-nucleus collisions? Phys. Rev. D30
+(1984) 2001--2004.
+[D] G. Gabrielse, H. Dehmelt and W. Kells: Observation of cyclotron
+motion of a single electron. Phys.Rev.Lett. 54(1985)
+--539.
+[E] W. Kells: Remote antiproton sources. IEEE Trans. Nucl. Sci. NS-32
+(1985) 1770--1772
+[F] M.V. Hynes: Physics with low temperature antiprotons. in Physics
+in the ACOL era with low-energy cooled antiprotons, Editions
+Frontières, Gif-sur-Yvette, France (1985) 657--664.
+Pour en savoir plus
+Référez-vous à une étude technique
+récente du Lawrence Livermore National Laboratory : <a
+ href="Perkins-Ort-Tabak.pdf">On the Utility of Antiprotons as Drivers
+for Inertial Confinement Fusion</a> par L. John Perkins, Charles D.
+Orth, et Max Tabak, publiée le 15 juin 2003.
+Ainsi qu'aux déclarations des physiciens Carlo Rubbia et
+Robert Klapisch sur <a href="Rubbia-Klapisch.html">l'utilité de
+l'antimatière</a>.</p>