Les atomes d’antihydrogène froids (dont la température se situe autour du kelvin) sont un outil très puissant pour vérifier la validité des principes fondamentaux de la physique. La conception d’expériences très sensibles nécessite de synthétiser l’antihydrogène en laboratoire dans des conditions très bien contrôlées, c’est-à-dire avec une position, une énergie, un état quantique et un instant de production bien connus. L’article de la collaboration AEgIS publié le 8 février 2021 dans la revue Communications Physics présente des résultats sur la production pulsée d’anti-hydrogène dans laquelle 90 % des atomes sont produits dans un intervalle de seulement 250 ns. Ce résultat améliore la connaissance de l’instant de production d’un facteur 1000 par rapport aux méthodes préexistantes. Les résultats ont été obtenus lors de la prise de données en 2018 au CERN au décélérateur d’antiprotons. Le procédé utilisé est l’échange de charge entre le positronium – formé par le lancement de positrons sur une cible de silicium nanoporeux et excité par des lasers pulsés – et les antiprotons, refroidis et confinés dans des pièges électromagnétiques (comme le montre la figure).

Le petit nombre d’anti-atomes observé (79) est conforme à ce qui est attendu et cela indique qu’un flux d’atomes plus important sera possible avec un plus grand nombre d’antiprotons, d’atomes de positronium et une géométrie différente de la zone d’interaction. Le contrôle de l’instant de la production d’antihydrogène est une étape importante vers le but principal d’AEgIS, c’est-à-dire la mesure directe de l’accélération de la gravité sur l’antimatière.

Réference : Amsler, C., Antonello, M., Belov, A. et al., “Pulsed production of antihydrogen”, Commun Phys 4, 19 (2021).

Lien : https://www.nature.com/articles/s42005-020-00494-z

Annonce du CERN : https://cerncourier.com/

Annonce du CNRS : https://inp.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/des-impulsions-datomes-dantihydrogene-pour-mesurer-la-gravite

Contact Laboratoire Aimé Cotton : Daniel Comparat