Les utilisations pratiques de l’antimatière

C’était un week-end faste pour les fans d’antimatière, puisque le CERN a annoncé avoir piégé des atomes entiers de cette substance fougueuse et insaisissable pendant plus de 16 minutes.

C’est la plus longue durée pendant laquelle quelqu’un a réussi à retenir des atomes d’antimatière – ils sont réputés difficiles à encercler car l’antimatière s’annihile dès qu’elle rencontre de la matière.

Le CERN, basé à Genève, a fait la proclamation habituelle qui accompagne les percées dans le domaine de l’antimatière : nous sommes maintenant un pas de plus vers la résolution des méga-mystères de la nature et de l’univers. Le Big Bang aurait dû créer une quantité égale de matière et d’antimatière. Mais l’antimatière est rare ; les scientifiques espèrent donc apprendre ce qui lui est arrivé et comment elle fonctionne. Cela pourrait à son tour bouleverser notre compréhension fondamentale de la matière ordinaire.

« La moitié de l’univers a disparu, donc une sorte de remise en question est apparemment à l’ordre du jour », a déclaré Jeffrey Hangst, du CERN, en annonçant la réalisation de 16 minutes.

On ne peut nier les profondes possibilités de l’avancée du CERN, je laisserai donc cette discussion à d’autres.

Au contraire, je vais profiter de cette occasion pour explorer une autre facette de l’antimatière : son côté pratique ou, même, quotidien.

Une chose est sûre à propos de l’antimatière, c’est qu’elle explose lorsqu’elle rencontre la matière. Exploitez cela, et les utilisations possibles sont illimitées.

Prenez par exemple les scanners TEP des hôpitaux, qui sont probablement l’application la plus courante de l’antimatière. Le « P » de PET signifie positron, qui est une particule subatomique d’antimatière. Le corps médical utilise la tomographie par émission de positrons pour injecter des positrons dans un cerveau et observer les rayons gamma qui se déclenchent lorsque les positrons rencontrent des électrons de la matière normale. Les deux se détruisent mutuellement, dégageant un motif lumineux différent dans un cerveau atteint que dans un cerveau normal, révélant ainsi des aberrations neurologiques.

De même, les chercheurs du monde entier tentent de mettre les positrons au travail pour exposer les faiblesses et les anomalies de toutes sortes de matériaux et de choses, allant des métaux et des semi-conducteurs à l’aspirine, la crème glacée et les chips.

Lorsque j’ai parlé pour la dernière fois avec des experts sur ce sujet – il y a plusieurs années, il est vrai – j’ai été intrigué par les possibilités. Le physicien Paul Coleman, de l’université de Bath, en Angleterre, m’avait alors expliqué que les positrons trouvent naturellement les trous de la taille d’un atome dans les réseaux cristallins qui composent un métal. Les détecteurs de rayons gamma, comme dans un scanner TEP, pourraient noter où les positrons se déposent, révélant ainsi les faiblesses. Comme l’a dit Coleman, « une fissure commencera toujours à l’échelle atomique, qui se transforme en une fissure plus grande qui conduit à la chute de l’aile de votre avion. »

C’est un exemple extrême. Mais le fait est qu’en découvrant les vulnérabilités à l’échelle atomique, les chercheurs peuvent développer des matériaux plus solides pour construire des puces électroniques, des avions, des trains, des automobiles, des gratte-ciel, des ponts, des routes, etc.

Coleman n’est pas un cinglé isolé. Plein d’autres physiciens et ingénieurs se penchent sur la question.

Vous voulez des preuves ? Allez sur le site de nul autre que la Communauté de l’annihilation des positons. C’est bien ça, la Positron Annihilation Community. Tout le monde doit avoir une communauté de nos jours, alors vous ne voudriez pas discriminer les annihilateurs de positrons, n’est-ce pas ? Le site web vous invite à « découvrir les possibilités d’application pratique de l’annihilation de positrons » dans toutes sortes de domaines, notamment les métaux, les semi-conducteurs, les diélectriques et les polymères.

Le professeur David Parker de l’université de Birmingham est un physicien à l’avant-garde de la recherche sur les positons. Son groupe produit des isotopes émetteurs de positrons « qui sont utilisés pour marquer des particules traceuses à la fois pour étudier le flux en temps réel dans les processus industriels et pour le diagnostic dans les hôpitaux », selon sa page web. « En détectant l’émission dos à dos de rayons gamma qui suivent l’annihilation d’une paire de positrons et d’électrons, il est possible de faire de l’imagerie avec une précision millimétrique dans des applications allant de la distribution du lubrifiant dans les moteurs aux études dynamiques de l’écoulement des fluides à travers des échantillons géologiques », indique la page.

Les positrons d’aujourd’hui ont tendance à provenir de cyclotrons coûteux qui créent des isotopes d’éléments qui émettent à leur tour des positrons en se désintégrant.

Au fil des ans, des entreprises aussi variées qu’Intel, Unilever, United Biscuits et Rolls Royce ont étudié l’utilisation de l’antimatière pour tout, de la fabrication d’une puce électronique plus résistante à une puce de pomme de terre plus croustillante, et d’un meilleur enrobage d’aspirine à une huile de moteur plus lisse.

Et n’oublions pas que l’antimatière, avec toute son explosivité, était la source de carburant qui a si efficacement précipité le vaisseau Enterprise de Star Trek à travers les galaxies. Bien sûr, le capitaine Kirk n’a pas eu à s’inquiéter du prix de l’antimatière : en 1999, la NASA a estimé que la production d’un gramme d’antimatière coûtait 62,5 billions de dollars. Mais peut-être s’agit-il d’une piste de réflexion pour ceux qui osent se lancer avec audace dans un monde de locomotion post-électrique et post-hydrogène.