![\"\"](\"https:\/\/extractech.in\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/image.png\")
<\/figure>\n\n\n\nIntrins\u00e8quement, les particules et les antiparticules sont identiques. Les antiparticules suivent les m\u00eames th\u00e9ories des particules et presque toutes les lois de la physique que les particules, \u00e0 l'exception d'infimes diff\u00e9rences qui sont n\u00e9gligeables [13]. Cependant, il existe une diff\u00e9rence significative dans l'abondance de ces deux mat\u00e9riaux dans le monde ; le monde qui nous entoure est enti\u00e8rement constitu\u00e9 de mati\u00e8re [13]. L'antimati\u00e8re se distingue par l'annihilation explosive qu'elle provoque lorsqu'elle est m\u00e9lang\u00e9e \u00e0 la mati\u00e8re. Lorsque l'annihilation mati\u00e8re-antimati\u00e8re se produit, elles disparaissent toutes les deux, laissant leur \u00e9nergie transform\u00e9e sous une autre forme [3]. Cette \u00e9nergie peut prendre la forme de rayons gamma \u00e9nerg\u00e9tiques imm\u00e9diatement ou de particules interm\u00e9diaires qui se d\u00e9sint\u00e8grent ou subissent une nouvelle annihilation [14]. En outre, l'\u00e9nergie lib\u00e9r\u00e9e a une valeur astronomique, \u00e0 savoir le double de la masse au repos de l'une ou l'autre particule, conform\u00e9ment \u00e0 l'\u00e9quivalence masse-\u00e9nergie d'Einstein [5]. C'est pourquoi la r\u00e9action d'annihilation a un potentiel de densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique \u00e9norme d'environ 90 milliards de MJ\/kg ou 9 \u00d7 1016 J\/kg, ce qui est plus \u00e9lev\u00e9 que toute autre r\u00e9action connue [15]. Pour illustrer cette ampleur, cette \u00e9nergie, kilogramme par kilogramme, est environ dix milliards de fois sup\u00e9rieure \u00e0 la combustion d'hydrog\u00e8ne et d'oxyg\u00e8ne qui alimente les moteurs principaux des navettes spatiales et 300 fois sup\u00e9rieure aux r\u00e9actions de fusion au c\u0153ur du Soleil [14]. Si elle \u00e9tait utilis\u00e9e comme source d'\u00e9nergie, les applications de l'antimati\u00e8re seraient infinies. Le tableau 1 ci-dessous compare la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique des sources de propulsion les plus puissantes et commente leurs capacit\u00e9s lorsqu'elles sont utilis\u00e9es pour des engins spatiaux destin\u00e9s \u00e0 des missions dans l'espace lointain. Il convient de noter que le champ ambiant entourant une antiparticule a un impact significatif sur ses \u00e9tats initiaux, ce qui signifie que la r\u00e9action d'annihilation qu'elle subit est une r\u00e9action d\u00e9pendant de l'environnement [16]. Dans le contexte du concept de moteur \u00e0 antimati\u00e8re, ce fait est particuli\u00e8rement important car il permet d'obtenir une gamme vari\u00e9e de param\u00e8tres de performance pour le m\u00eame syst\u00e8me et les m\u00eames r\u00e9actions en modifiant simplement les conditions initiales de l'annihilation. Pour cr\u00e9er une r\u00e9action d'annihilation, il faut provoquer une collision entre les particules et les antiparticules. Ces collisions peuvent se produire \u00e0 grande \u00e9chelle, comme lors d'\u00e9v\u00e9nements cosmologiques \u00e0 haute \u00e9nergie, ou \u00e0 l'\u00e9chelle atomique [17]. Il est \u00e9vident qu'une collision \u00e0 grande \u00e9chelle n'est pas r\u00e9alisable par l'homme en raison des apports et des sorties d'\u00e9nergie qu'elle implique. C'est pourquoi ce travail n'examinera que les m\u00e9canismes d'interaction \u00e0 l'\u00e9chelle atomique conduisant \u00e0 l'annihilation. Ces m\u00e9canismes sont nombreux et peuvent \u00eatre g\u00e9n\u00e9ralement class\u00e9s comme suit [17] : <\/p>\n\n\n\n
- \n
- An\u00e9antissement direct sans intervention. <\/strong><\/li>\n\n\n\n
- Capture radiative donnant un photon plus un positronium, un protonium ou un nucl\u00e9onium dans le cas d'une interaction \u00e9lectron-positron, d'une interaction antiproton-proton ou d'une interaction avec des particules plus lourdes, respectivement. <\/strong><\/li>\n\n\n\n
- Collisions de r\u00e9arrangement dans lesquelles les mol\u00e9cules, les atomes ou les ions forment des \u00e9tats li\u00e9s avant l'annihilation proprement dite. <\/strong><\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n
Chaque m\u00e9canisme n\u00e9cessite des conditions d'\u00e9nergie et de particules diff\u00e9rentes pour contribuer de mani\u00e8re significative \u00e0 la r\u00e9action d'annihilation, ce qui exige certains param\u00e8tres concernant la conception du syst\u00e8me et les champs \u00e9lectriques et magn\u00e9tiques utilis\u00e9s. Par cons\u00e9quent, chaque m\u00e9canisme pourrait \u00eatre utilis\u00e9 pour diff\u00e9rents objectifs de mission et configurations de syst\u00e8me. Les informations pr\u00e9sent\u00e9es ci-dessus montrent clairement que l'antimati\u00e8re pr\u00e9sente un potentiel prometteur pour l'avenir. C'est pourquoi le sujet de l'antimati\u00e8re suscite de plus en plus d'int\u00e9r\u00eat et d'attention de la part de nombreux scientifiques. La figure 3, qui illustre l'\u00e9volution de la recherche sur l'antimati\u00e8re au cours des six derni\u00e8res d\u00e9cennies, montre une tendance \u00e0 la croissance quasi exponentielle. La recherche sur Scopus a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que les publications sur l'antimati\u00e8re ont atteint un total de 2790 depuis le d\u00e9but en 1958 jusqu'\u00e0 l'ann\u00e9e 2023. Entre 1958 et 1995, avant d'avoir une compr\u00e9hension de base de la physique de l'antimati\u00e8re, le nombre de publications sur le sujet \u00e9tait stable et tr\u00e8s faible, car les capacit\u00e9s d'annihilation de l'antimati\u00e8re n'avaient pas encore \u00e9t\u00e9 d\u00e9voil\u00e9es. Cependant, un bond significatif et une augmentation continue du nombre de recherches pertinentes peuvent \u00eatre remarqu\u00e9s apr\u00e8s cette p\u00e9riode, le nombre maximum d'\u00e9tudes atteignant 130 en 2015 et 2017. Cela s'est produit apr\u00e8s que les principes physiques de base de l'antimati\u00e8re ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tablis et qu'une compr\u00e9hension plus approfondie des annihilations, de la production et du contr\u00f4le de l'antimati\u00e8re a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e. Il est int\u00e9ressant de noter que l'antimati\u00e8re a surtout retenu l'attention pour ses applications dans le domaine de la propulsion spatiale. Comme nous l'avons d\u00e9j\u00e0 mentionn\u00e9, des missions actuellement impossibles, comme les missions interstellaires, ne peuvent \u00eatre r\u00e9alis\u00e9es qu'avec cette source d'\u00e9nergie d'\u00e9lite. C'est ce qui a attir\u00e9 l'attention de la plupart des chercheurs sur l'antimati\u00e8re. La figure 4 pr\u00e9sente un nuage de mots sur les sujets de recherche relatifs \u00e0 l'antimati\u00e8re. Une bulle plus grande correspond \u00e0 un plus grand nombre d'\u00e9tudes men\u00e9es sur ce sujet, et les connexions entre les bulles indiquent des corr\u00e9lations entre les diff\u00e9rents sujets de recherche. La bulle la plus grande est observ\u00e9e dans les sujets relatifs \u00e0 la propulsion spatiale, suivie par les sujets relatifs \u00e0 la propulsion de l'antimati\u00e8re, ce qui montre que la plupart des recherches sur l'antimati\u00e8re ont port\u00e9 sur son utilisation en tant que carburant potentiel pour la propulsion. En fait, m\u00eame la majorit\u00e9 des sujets corr\u00e9l\u00e9s qui se ramifient \u00e0 partir des bulles de propulsion se concentrent sur les applications de propulsion de l'antimati\u00e8re. C'est pourquoi les applications de l'antimati\u00e8re en mati\u00e8re de propulsion, principalement pour les missions spatiales, sont au c\u0153ur de cet article. En outre, les implications des diff\u00e9rents aspects de l'antimati\u00e8re, tels que sa production et son contr\u00f4le, sont discut\u00e9es dans cet article en ce qui concerne les v\u00e9hicules spatiaux propuls\u00e9s par l'antimati\u00e8re. Types d'annihilation \u00e0 prendre en compte Comme il existe une antiparticule pour chaque particule, il existe de nombreuses combinaisons d'annihilations \u00e0 prendre en compte [18]. Malgr\u00e9 cela, seules les annihilations antiproton - nucl\u00e9on (proton ou neutron) et positron - \u00e9lectron sont possibles pour les applications de propulsion spatiale. Cette limitation est impos\u00e9e par la n\u00e9cessit\u00e9 de stocker l'antimati\u00e8re sous une forme stable pour les longues p\u00e9riodes de temps que durent les missions spatiales, et seuls les antiprotons et les positrons sont suffisamment stables [19]. Les antineutrons sont instables et se d\u00e9sint\u00e8grent rapidement en un antiproton, un positron et un antineutrino. Plus important encore, la seule antimati\u00e8re qui peut \u00eatre produite actuellement est l'antihydrog\u00e8ne, comme nous le verrons dans la section suivante sur la production d'antimati\u00e8re [16,20]. 2.1. Annihilation \u00e9lectron - positron Les \u00e9lectrons (e- ) ont des champs \u00e9lectroniques quantifi\u00e9s par une valeur positive, et les positrons (anti\u00e9lectrons, symbole e+) ont un champ \u00e9lectronique n\u00e9gatif d'une magnitude \u00e9gale. Lorsque ces deux champs sont additionn\u00e9s, leur somme est naturellement \u00e9gale \u00e0 z\u00e9ro. Lors de l'annihilation \u00e9lectron-positron, la perte de leur masse et de leurs champs excite le champ \u00e9lectromagn\u00e9tique et produit deux photons gamma comme le montre la figure 5.\u00a0<\/p>\n\n\n\n
Ce processus lib\u00e8re 1,02 MeV, ce qui est beaucoup moins que les annihilations d'antiprotons, mais tout de m\u00eame plus que n'importe quelle r\u00e9action utilis\u00e9e pour la propulsion jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent. 2.2. Annihilation antiproton-nucl\u00e9on Dans l'annihilation antiproton-nucl\u00e9on (proton ou neutron), un tiers de l'\u00e9nergie produite est converti en rayons gamma, et les deux tiers restants sont lib\u00e9r\u00e9s sous la forme de nombreuses particules [3]. Les particules r\u00e9sultantes sont massives, charg\u00e9es et de courte dur\u00e9e [16]. Plus important encore, elles se d\u00e9placent \u00e0 des vitesses relativistes, ce qui leur conf\u00e8re une grande \u00e9nergie cin\u00e9tique qui peut \u00eatre exploit\u00e9e pour la pouss\u00e9e [3]. En ce qui concerne l'annihilation antiproton-proton (pp), la r\u00e9action passe par plusieurs \u00e9tapes qui se d\u00e9roulent sur une courte p\u00e9riode de temps, comme le montre la figure 6. L'annihilation antiproton-proton initiale lib\u00e8re de nombreuses particules : pions et kaons neutres, n\u00e9gatifs et positifs [3]. Les pions repr\u00e9sentent environ 99% des particules lib\u00e9r\u00e9es, ce qui ne laisse que 1% de kaons [16]. Ce petit nombre de kaons se d\u00e9sint\u00e8gre \u00e9galement en pions. Tous les pions se d\u00e9sint\u00e8grent ensuite en neutrinos, en rayons gamma et en muons. Enfin, les muons se d\u00e9sint\u00e8grent en neutrinos et en \u00e9lectrons ou positrons. Il ne faut pas oublier qu'il ne s'agit pas d'une r\u00e9action simple, car le nombre et l'\u00e9nergie de chacune de ces particules changent \u00e9norm\u00e9ment au cours du processus [16,21]. L'\u00e9nergie lib\u00e9r\u00e9e par cette annihilation est d'environ 1,8 \u00d7 1014 J par g d'antiprotons [22]. C'est 1010 fois plus que la combustion de l'hydrog\u00e8ne et de l'oxyg\u00e8ne et au moins 100 fois plus que les r\u00e9actions de fission ou de fusion. Pour envisager ce chiffre colossal, un gramme d'antihydrog\u00e8ne r\u00e9agissant avec un gramme d'hydrog\u00e8ne g\u00e9n\u00e8re la m\u00eame \u00e9nergie que 23 r\u00e9servoirs externes (ET) de la navette.<\/p>\n\n\n\n
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<\/figure>\n\n\n\nCela signifie qu'un gramme d'antihydrog\u00e8ne pourrait id\u00e9alement alimenter 23 navettes spatiales. On peut pr\u00e9dire \u00e0 l'avance que l'annihilation antiproton-neutron (pn) sera diff\u00e9rente de l'annihilation antiproton-proton (pp) en raison de la diff\u00e9rence des conditions initiales. Tout d'abord, la charge nette est de -1 au lieu de 0 [16]. Deuxi\u00e8mement, le syst\u00e8me est dans un \u00e9tat d'isospin pur de 1, contrairement \u00e0 l'\u00e9tat d'isospin pp qui est un m\u00e9lange de 0 et de 1 [16]. Le rayonnement gamma lib\u00e9r\u00e9 lors de l'annihilation \u00e9lectron-positron est plus efficace pour chauffer un propergol que le rayonnement gamma [5]. Par cons\u00e9quent, les processus d'annihilation antiproton-nucl\u00e9on suscitent davantage d'int\u00e9r\u00eat du point de vue de la propulsion et l'annihilation \u00e9lectron-positron est laiss\u00e9e \u00e0 l'\u00e9tat de processus secondaire. Il faut souligner que l'annihilation antiproton-nucl\u00e9on doit avoir lieu au repos pour que la propulsion des engins spatiaux soit r\u00e9alisable [14]. 3. M\u00e9thodes de production de l'antimati\u00e8re et difficult\u00e9s 3.1. Production naturelle On consid\u00e8re que les corps c\u00e9lestes de l'univers sont constitu\u00e9s de mati\u00e8re. Cependant, le contraire pourrait \u00eatre vrai. Les \u00e9toiles, par exemple, pourraient \u00eatre enti\u00e8rement compos\u00e9es d'antimati\u00e8re [23]. Malheureusement, le spectre \u00e9mis par ces \u00e9toiles est identique \u00e0 celui des \u00e9toiles compos\u00e9es de mati\u00e8re, de sorte qu'elles ne peuvent \u00eatre distingu\u00e9es par les technologies astronomiques actuelles [24]. Par cons\u00e9quent, les corps d'antimati\u00e8re ne peuvent pas \u00eatre utilis\u00e9s pour l'instant. Par ailleurs, l'antimati\u00e8re est produite naturellement dans l'univers, notamment autour des collisions de particules \u00e0 haute \u00e9nergie, comme celles qui se produisent au centre des galaxies [25]. L'antimati\u00e8re est \u00e9galement produite dans des environnements o\u00f9 les temp\u00e9ratures sont suffisamment \u00e9lev\u00e9es pour que l'\u00e9nergie des particules soit sup\u00e9rieure \u00e0 l'\u00e9nergie n\u00e9cessaire pour produire une paire particule-antiparticule [14]. Les rayons cosmiques interagissant avec la mati\u00e8re sont une autre source de diverses antiparticules qui se distinguent par leur capacit\u00e9 \u00e0 contenir les antiparticules dans les rayons cosmiques eux-m\u00eames [26]. Sur Terre, les d\u00e9sint\u00e9grations \u03b2+ des isotopes radioactifs naturels, tels que le potassium 40, produisent des positrons [27]. Outre l'interaction des quanta gamma qu'ils produisent avec la mati\u00e8re qui produit \u00e9galement des positrons, il convient de mentionner que l'annihilation antiproton-neutron ne peut avoir lieu que dans des noyaux plus lourds que l'hydrog\u00e8ne. L'alternative la plus l\u00e9g\u00e8re dans une chambre \u00e0 bulles est le deut\u00e9rium liquide (isotope H-2) [16]. L'antiproton s'annihile d'abord sur un neutron libre, tandis que le proton agit en spectateur. Cela forme temporairement un deut\u00e9rium antiprotonique (avec un antiproton au lieu d'un proton). Naturellement, l'annihilation antiproton-proton se produit \u00e9galement avec cette r\u00e9action et se d\u00e9roule comme une annihilation pp normale, comme expliqu\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment [16]. Le processus d'annihilation antiproton-nucl\u00e9on pr\u00e9sente plusieurs avantages par rapport \u00e0 l'annihilation \u00e9lectron-positron d'un point de vue pratique. Tout d'abord, il fournit beaucoup plus d'\u00e9nergie que l'annihilation \u00e9lectron-positron [16]. Le tableau 2 ci-dessous compare les \u00e9nergies lib\u00e9r\u00e9es par l'annihilation d'une paire de particules, en notant que les deux r\u00e9actions lib\u00e8rent de l'\u00e9nergie avec une efficacit\u00e9 de 100%. Deuxi\u00e8mement, elle peut \u00eatre mieux g\u00e9r\u00e9e. Les antiprotons et leur \u00e9nergie peuvent \u00eatre mieux contr\u00f4l\u00e9s avant leur d\u00e9sint\u00e9gration, et les rayons gamma qu'ils produisent apr\u00e8s l'annihilation peuvent \u00eatre partiellement contr\u00f4l\u00e9s en les convertissant en \u00e9nergie [16]. Troisi\u00e8mement, les produits des annihilations d'antiprotons peuvent \u00eatre mieux et plus efficacement exploit\u00e9s pour la propulsion que les annihilations d'\u00e9lectrons et de positons. Cela est d\u00fb \u00e0 la nature des produits de chaque r\u00e9action illustr\u00e9e \u00e0 la figure 7, car les annihilations d'antiprotons produisent des particules charg\u00e9es rapides, tandis que les annihilations d'\u00e9lectrons et de positons \u00e9mettent des rayons gamma. L'\u00e9nergie cin\u00e9tique des particules charg\u00e9es lib\u00e9r\u00e9es par les annihilations d'antiprotons peut \u00eatre collimat\u00e9e pour \u00eatre propuls\u00e9e directement par une tuy\u00e8re magn\u00e9tique ou par [14]. Ces anti\u00e9lectrons peuvent \u00e9galement \u00eatre trouv\u00e9s au-dessus des nuages d'orage [28]. D'autre part, la radioactivit\u00e9 naturelle sous forme de d\u00e9sint\u00e9grations \u03b2- cr\u00e9e des antineutrinos [29]. <\/p>\n\n\n\n
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<\/figure>\n\n\n\nOn a \u00e9galement d\u00e9couvert que des antiprotons existent dans les ceintures de Van Allen autour de la Terre [30]. Chaque seconde, pr\u00e8s d'un kilogramme d'antiprotons p\u00e9n\u00e8tre dans notre syst\u00e8me solaire, mais seuls quelques grammes d'entre eux parviennent \u00e0 proximit\u00e9 de la Terre [31]. Dans toutes les sources mentionn\u00e9es, l'antimati\u00e8re produite est imm\u00e9diatement d\u00e9truite au contact de la mati\u00e8re environnante. Il est donc impossible de r\u00e9colter de l'antimati\u00e8re produite naturellement, du moins dans un avenir proche. 3.2. Production artificielle Les scientifiques ont d\u00e9j\u00e0 r\u00e9ussi \u00e0 produire, capturer, refroidir et stocker quelques atomes d'antihydrog\u00e8ne [32]. N\u00e9anmoins, m\u00eame avec des d\u00e9veloppements technologiques importants, il est encore possible que la production et le stockage d'une quantit\u00e9 suffisante d'antimati\u00e8re pour la propulsion ne soient pas possibles [33]. En effet, cela n\u00e9cessite un apport d'\u00e9nergie consid\u00e9rable, au moins \u00e9gal \u00e0 l'\u00e9nergie de repos des paires de particules\/antiparticules cr\u00e9\u00e9es, et g\u00e9n\u00e9ralement (comme pour les antiprotons) des dizaines de milliers \u00e0 des millions de fois plus [14]. En outre, la plupart des fus\u00e9es \u00e0 antimati\u00e8re propos\u00e9es n\u00e9cessitent une quantit\u00e9 relativement importante d'antimati\u00e8re. Environ 1 MeV d'\u00e9nergie est n\u00e9cessaire pour produire un couple \u00e9lectron-positron, tandis qu'un couple proton-antiproton et un couple neutron-antiproton n\u00e9cessitent environ 2 GEV d'\u00e9nergie, ce qui n\u00e9cessite des acc\u00e9l\u00e9rateurs de particules plus grands que ceux qui existent d\u00e9j\u00e0 [3]. Les techniques et les m\u00e9thodes propos\u00e9es ou d\u00e9velopp\u00e9es sont toujours essentielles pour d\u00e9velopper une future cha\u00eene de production d'antimati\u00e8re d'une capacit\u00e9 suffisante [34]. D'un point de vue r\u00e9aliste, il est logique d'essayer de fabriquer, de stocker et d'utiliser de l'antihydrog\u00e8ne, et ce pour deux raisons [16]. Premi\u00e8rement, l'antimati\u00e8re neutre est finalement n\u00e9cessaire pour faciliter et am\u00e9liorer la manipulation, de sorte que les antiprotons ou les positrons ne peuvent pas \u00eatre utilis\u00e9s seuls [16]. Leurs propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques individuelles, dues au fait qu'ils sont charg\u00e9s, sont toujours essentielles pour les contr\u00f4ler, de sorte que les antineutrons ne peuvent pas non plus \u00eatre utilis\u00e9s. Deuxi\u00e8mement, la production d'un atome d'antimati\u00e8re de plus grande taille serait trop co\u00fbteuse et inefficace sur le plan \u00e9nerg\u00e9tique [16]. En outre, les atomes d'antihydrog\u00e8ne devraient \u00eatre fabriqu\u00e9s par cryog\u00e9nie et stock\u00e9s sous forme de paillettes d'antihydrog\u00e8ne microscopiques et charg\u00e9es \u00e0 tr\u00e8s basse temp\u00e9rature. Il s'agit de la meilleure solution provisoire pour la production d'antimati\u00e8re, qui permet aux scientifiques de manipuler l'antimati\u00e8re et de l'\u00e9tudier \u00e0 l'aide de la technologie actuelle. De nombreuses id\u00e9es ont \u00e9t\u00e9 propos\u00e9es pour fabriquer de l'antihydrog\u00e8ne [35,36]. Parmi ces id\u00e9es, on peut citer 1. Bombarder un atome avec un antiproton voyageant \u00e0 une vitesse relativiste pour forcer la cr\u00e9ation d'une paire \u00e9lectron-positron (positronium). Il y aurait alors une faible chance que l'antiproton s'apparie avec le positron et \u00e9jecte l'\u00e9lectron pour former un atome d'antihydrog\u00e8ne [37]. 2. Robert Forward a eu l'id\u00e9e d'implanter dans l'espace des usines d'antimati\u00e8re aliment\u00e9es par le soleil [38]. Son id\u00e9e \u00e9tait de construire un r\u00e9seau de collecteurs de 100 km pour obtenir l'\u00e9nergie du rayonnement solaire. Cela pourrait fournir dix t\u00e9rawatts d'\u00e9nergie, ce qui serait suffisant pour faire fonctionner plusieurs usines d'antimati\u00e8re \u00e0 plein r\u00e9gime et produire un gramme d'antimati\u00e8re par jour [38]. 3. Bickford a eu l'id\u00e9e de fabriquer une pelle magn\u00e9tique \u00e0 partir d'un aimant \u00e0 plasma qui dirigerait les particules charg\u00e9es et les pi\u00e9gerait sur de longues distances. Par exemple, si elle est plac\u00e9e en orbite \u00e9quatoriale autour de la Terre, elle peut capturer les antiparticules produites dans la ceinture de Van Allen. Une configuration possible consiste \u00e0 utiliser des bobines RF (radiofr\u00e9quence) fabriqu\u00e9es \u00e0 partir de supraconducteurs \u00e0 haute temp\u00e9rature pour g\u00e9n\u00e9rer un champ magn\u00e9tique \u00e0 l'int\u00e9rieur qui concentre les antiprotons provenant de la ceinture de radiation et les capture [3]. 4. Une autre possibilit\u00e9 consiste \u00e0 refroidir \u00e0 l'extr\u00eame les antiprotons et les positrons et \u00e0 les combiner pour former de l'antihydrog\u00e8ne, mais il faut pour cela que les antiprotons et les positrons soient fabriqu\u00e9s et g\u00e9r\u00e9s au pr\u00e9alable. Il serait m\u00eame possible de condenser davantage l'antihydrog\u00e8ne pour former des cristaux d'antihydrog\u00e8ne afin de le rendre plus facile \u00e0 stocker et \u00e0 manipuler \u00e0 des fins de propulsion, mais il s'agirait de l'\u00e9tape suivante [39,40]. 5. Deux autres m\u00e9thodes sont propos\u00e9es dans [41]. La premi\u00e8re approche consiste \u00e0 collecter les antiprotons et les pions g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par des collisions de protons \u00e0 haute \u00e9nergie avec une cible d'\u00e9l\u00e9ments lourds. Alors que plus de pions que d'antiprotons sont initialement produits, les pions sont redirig\u00e9s pour entrer en collision avec la m\u00eame cible ou une autre cible lourde. Ces collisions pion-noyau lourd ont une probabilit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e de produire des antiprotons, ce qui augmente consid\u00e9rablement leur rendement. La deuxi\u00e8me approche utilise un collisionneur \u00e0 recirculation d'\u00e9lectrons et de positons con\u00e7u pour produire des collisions r\u00e9p\u00e9t\u00e9es pr\u00e8s d'une r\u00e9sonance optimis\u00e9e pour la production d'antiprotons. En utilisant des oscillateurs de faisceau, semblables \u00e0 ceux des lasers \u00e0 \u00e9lectrons libres, cette m\u00e9thode augmente consid\u00e9rablement le nombre d'interactions, ce qui entra\u00eene une augmentation proportionnelle de la production d'antiprotons. 4. Stockage et contr\u00f4le de l'antimati\u00e8re Une autre difficult\u00e9 majeure de l'antimati\u00e8re est son stockage et son contr\u00f4le. Tout d'abord, il a d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que le stockage d'antimati\u00e8re solide ou liquide en contact avec n'importe quel \u00e9tat de la mati\u00e8re est impossible [42]. Cela est d\u00fb aux taux prohibitifs de production d'\u00e9nergie lors de l'annihilation avec la mati\u00e8re, ce qui entra\u00eene une perte d'\u00e9nergie importante. Cela signifie essentiellement que l'antimati\u00e8re continue \u00e0 s'annihiler avec la mati\u00e8re \u00e0 un rythme rapide au moindre contact avec elle. Par cons\u00e9quent, la seule et meilleure option consiste \u00e0 utiliser une suspension magn\u00e9tique, \u00e9lectrostatique ou \u00e9lectromagn\u00e9tique d'antimati\u00e8re solide dans le vide [42]. L'antimati\u00e8re solide est constitu\u00e9e de granul\u00e9s congel\u00e9s d'antihydrog\u00e8ne. Les pi\u00e8ges de Penning ou de Paul sont des exemples de ces syst\u00e8mes. Le concept d\u00e9pend de la propri\u00e9t\u00e9 du moment magn\u00e9tique de spin de l'antimati\u00e8re. Les champs magn\u00e9tiques et \u00e9lectriques exercent une force sur l'antimati\u00e8re, l'\u00e9loignant de toute mati\u00e8re et l'emp\u00eachant d'entrer en contact avec les parois de la bo\u00eete de stockage. Ce syst\u00e8me permet d'obtenir une densit\u00e9 de stockage tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e pour le combustible antihydrog\u00e8ne [5]. Cela ne veut pas dire qu'il s'agit de la solution parfaite, car il reste des obstacles pratiques \u00e0 surmonter. L'annihilation pourrait se produire entre les antiatomes vaporis\u00e9s et la mati\u00e8re \u00e0 la surface du conteneur (bobines magn\u00e9tiques par exemple) ou entre la mati\u00e8re vaporis\u00e9e entrant dans la chambre de confinement. Le premier cas pose une s\u00e9rieuse difficult\u00e9 technique qui n'a pas encore \u00e9t\u00e9 r\u00e9solue car l'antimati\u00e8re utilis\u00e9e est de l'antihydrog\u00e8ne congel\u00e9 dont le point de cong\u00e9lation est extr\u00eamement bas [7]. Le second est \u00e9vitable gr\u00e2ce \u00e0 une conception et un choix de mat\u00e9riaux appropri\u00e9s qui permettent de maintenir un vide absolu dans la chambre [43,44]. <\/p>\n\n\n\n
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<\/figure>\n\n\n\nLes pi\u00e8ges \u00e9lectromagn\u00e9tiques actuellement disponibles comprennent les pi\u00e8ges de Penning-Malmberg et de Ioffe-Pritchard, qui ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s pour confiner la mati\u00e8re et ont r\u00e9cemment \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s pour pi\u00e9ger l'antimati\u00e8re au Conseil europ\u00e9en pour la recherche nucl\u00e9aire (CERN), comme le montrent les figures 8 (a) et (b) [45]. Ces pi\u00e8ges sont \u00e9galement utilis\u00e9s comme sites de production d'antihydrog\u00e8ne en combinant des positrons et des antiprotons \u00e0 l'int\u00e9rieur m\u00eame du pi\u00e8ge [46,47]. Ils confinent les particules en trois dimensions en appliquant des champs magn\u00e9tiques pour le confinement radial et des champs \u00e9lectriques, \u00e0 partir de tensions appliqu\u00e9es \u00e0 une s\u00e9rie d'\u00e9lectrodes cylindriques, le long de l'axe d'un sol\u00e9no\u00efde. Ainsi, le pi\u00e9geage radial est r\u00e9alis\u00e9 par des champs magn\u00e9tiques et le pi\u00e9geage axial par des champs \u00e9lectriques. Ces pi\u00e8ges ne peuvent stocker que quelques atomes d'antihydrog\u00e8ne, la dur\u00e9e maximale de pi\u00e9geage \u00e9tant de 1000 secondes. De plus, des \u00e9nergies et des tensions extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9es sont n\u00e9cessaires pour acqu\u00e9rir les champs \u00e9lectromagn\u00e9tiques importants n\u00e9cessaires au fonctionnement des pi\u00e8ges, comme on l'a vu dans l'exp\u00e9rience ALPHA [50,51]. En m\u00eame temps, des temp\u00e9ratures inf\u00e9rieures \u00e0 375 mK doivent \u00eatre maintenues \u00e0 l'int\u00e9rieur du pi\u00e8ge pour une efficacit\u00e9 de pi\u00e9geage suffisante, ce qui signifie qu'aucune chaleur provenant des fils ne doit atteindre le vide int\u00e9rieur. Si l'on examine les m\u00e9thodes de stockage actuellement disponibles, on constate que la capacit\u00e9 de stockage des atomes H est tr\u00e8s faible, la limite \u00e9tant de quelques atomes. En outre, les scientifiques ne les pi\u00e8gent que pour de tr\u00e8s courtes dur\u00e9es avant de les annihiler en d\u00e9sactivant les champs \u00e9lectrostatiques et magn\u00e9tiques, de mani\u00e8re \u00e0 ce qu'ils soient d\u00e9tect\u00e9s [52]. L'incapacit\u00e9 \u00e0 d\u00e9tecter les atomes d'antimati\u00e8re \u00e0 moins qu'ils ne soient annihil\u00e9s et que les produits ne soient ensuite d\u00e9tect\u00e9s est un autre d\u00e9faut grave des proc\u00e9dures de recherche sur l'antimati\u00e8re qui ralentit consid\u00e9rablement les progr\u00e8s dans ce domaine.<\/p>\n\n\n\n
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Pushing the boundaries of science, we are at the forefront of antimatter research\u2014unlocking new potentials for energy, medical applications, and scientific discovery. Our antimatter initiatives aim to revolutionize energy storage and propulsion systems, paving the way for a new era of technological innovation. Over the past of space exploration, chemical spacecraft propulsion systems have proven […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":623,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[12],"tags":[],"class_list":["post-590","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-case-studies"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/extractech.in\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/590","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/extractech.in\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/extractech.in\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/extractech.in\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/extractech.in\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=590"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/extractech.in\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/590\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/extractech.in\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/623"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/extractech.in\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=590"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/extractech.in\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=590"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/extractech.in\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=590"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
- Capture radiative donnant un photon plus un positronium, un protonium ou un nucl\u00e9onium dans le cas d'une interaction \u00e9lectron-positron, d'une interaction antiproton-proton ou d'une interaction avec des particules plus lourdes, respectivement. <\/strong><\/li>\n\n\n\n