Une méthode de production d’atomes d’anti-hydrogène permettant de mesurer leur chute dans le champ de gravité terrestre a été étudiée au DAPNIA/SPP [1] . La voie proposée permet de produire des ions d'antihydrogène positif (H+), beaucoup plus faciles à manipuler que les atomes neutres (H). Ceci permet de les ralentir suffisamment pour effectuer la mesure gravitationnelle.
Cette voie consiste en la chaîne de réactions ci-contre. Les antiprotons (p) interagissent avec du positronium (Ps) afin de produire des atomes d'antihydrogene dans leur état fondamental. Puis les atomes neutres ainsi formés interagissent de nouveau pour produire l'ion positif. La cible des antiprotons est donc un gaz dense d’atomes de positronium, au lieu du nuage de positons utilisé normalement dans les expériences actuelles sur l’antihydrogène au CERN. Les atomes d’antihydrogène neutre produits dans la première réaction, et à un taux mille fois supérieur, peuvent aussi servir à d’autres expériences.
Noter que le positronium peut être excité à l'aide d'un laser pour contrôler la distribution des niveaux d'excitation n. Des atomes d'antihydrogène excité sont alors produits avec une section efficace beaucoup plus importante, proportionelle à n4.
Dans un exemple d’expérience envisageable, ces ions H+ peuvent êtres ralentis jusqu'à une vitesse de l’ordre de 1 m/s [*]. Ils sont ensuite débarrassés de leur positon excédentaire par une excitation laser produisant l'énergie nécessaire pour les éjecter. Leur faible vitesse permet de mesurer l’accélération de la pesanteur sur ces atomes d’antimatière sur une distance de quelques centimètres compatible avec un appareillage de taille raisonnable.
* J.Walz & T. Hänsch, General Relativity and Gravitation, 36 (2004) 561.
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Dernière mise à jour : 21-11-2024
