Ils ont créé de la matière à partir de la lumière !

C’est une expérience qui était jugée impossible depuis plus de quatre-vingt ans. Mais des chercheurs du Department of Energy américain y seraient parvenus. En propulsant des atomes d’or presque à la vitesse de la lumière, ils auraient produit de la matière à partir de rien, ou presque : de simples photons, c’est-à-dire des particules de lumière.

E = mc² est sans doute l’équation la plus emblématique de la physique moderne. Découverte par Albert Einstein en 1905, elle établit l’équivalence entre la masse et l’énergie. Produire de l’énergie à partir de la masse, on sait faire : c’est le principe de fonctionnement du Soleil et des réacteurs nucléaires. Mais produire de la masse à partir d’énergie sous la forme d’un pur rayonnement électromagnétique, c’était encore hors de portée.

Pire, il était jugé impossible d’y parvenir. Gregory Breit et John A. Wheeler avaient décrit en 1934 le principe théorique d’une expérience, où l’interaction entre deux photons gamma était susceptible de produire d’une part un électron, et d’autre part sa particule d’antimatière opposée, le positron. Les deux chercheurs avaient alors estimé qu’il était peu probable que ce phénomène, appelé depuis lors procédé Breit-Wheeler, soit confirmé par une expérience.

Des particules filant à presque la vitesse de la lumière

Mais des chercheurs du Brookhaven National Laboratory semblent avoir relevé le gant. Pour ce faire, ils ont utilisé le Relativistic Heavey Ion Collider (RHIC), un large accélérateur de particules d’une circonférence de près de quatre kilomètres situé à proximité de New York. Ils y ont accéléré dans deux directions opposées deux faisceaux d’ions d’atomes d’or, qui ont été portés à près de 99,995 % de la vitesse de la lumière. À ces vitesses, se forme de puissants champs électromagnétiques autour des noyaux d’or, qui sont alors environnés comme par un nuage de photons.

Lorsque les ions des deux faisceaux se croisent de manière rasante, ces nuages de photons peuvent interagir. Et produire alors les paires d’électrons et de positron recherchées. Qui ont ensuite été détectées par un détecteur spécifique, appelé STAR, démontrant la validité de la théorie. Ce serait ainsi plus de 6 000 paires de particules qui auraient été produites à partir de seule énergie.

On devine toutefois que ce n’est pas demain qu’on imprimera des objets à la maison à partir d’une simple prise électrique.