Hélium antiprotonique

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L'hélium antiprotonique (e-pHe2+ ou plus simplement pHe+[1]) est un atomcule (qui possède des caractéristiques d'un atome et d'une molécule) et un atome exotique constitué d'un hélion (3He2+, 4He2+), d'un électron (e-) et d'un antiproton (p)[2],[3].

Découverte[modifier | modifier le code]

L'hélium antiprotonique a été découvert en 1991 au KEK de manière indirecte par l'observation que des antiprotons placés dans de l'hélium liquide— et ensuite dans d'autres phases — avaient une durée de vie anormalement élevée[1].

Production[modifier | modifier le code]

Un atomcule d'hélium est produit lorsqu'un antiproton possède une énergie cinétique inférieure à l'énergie d'ionisation de l'hélium (24,6 eV). Dans ce cas, l'antiproton remplace un électron de l'atome d'hélium. Cette réaction peut se dérouler dans toute phase de l'hélium[1].

Propriétés[modifier | modifier le code]

pHe+ forme un système à trois corps. Ainsi, l'hélium antiprotonique peut être vu comme un atome exotique d'hydrogène avec le système pHe2+ jouant le rôle du proton ou une molécule diatomique exotique avec p et He2+ jouant le rôle de deux centres atomiques. Par conséquent, pHe+ est un atomcule, il possède à la fois des caractéristiques d'un atome exotique et d'une molécule exotique[1].

L'hélium antiprotonique peut être utilisé pour produire de l'antihydrogène suivant la réaction :

pHe+ + PsH + He + Q[1].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a b c d et e (en) Toshimitsu Yamazaki, Norio Morita, Ryugo S. Hayano, Eberhard Widmann et John Eades, « Antiprotonic helium », Physics Reports, vol. 366(4),‎ , p. 183–329 (DOI 10.1016/S0370-1573(01)00082-5, lire en ligne).
  2. (en) Norio Morita, Kazumasa Ohtsuki et Toshimitsu Yamazaki, « Laser spectroscopy of metastable antiprotonic helium atomcules », Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 330(3),‎ , p. 439-446 (DOI 10.1016/0168-9002(93)90573-Z).
  3. (en) S Friedreich, D Barna, F Caspers, A Dax, R S Hayano, M Hori, D Horváth, B Juhász, T Kobayashi, O Massiczek, A Sótér, K Todoroki, E Widmann, J Zmeskal, « Microwave spectroscopic study of the hyperfine structure of antiprotonic 3He », Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, vol. 46, no 12,‎ .

Voir aussi[modifier | modifier le code]