Nouvelles de l'anti-monde

C'est très loin des applications, et sans rapport direct avec l'astronautique pour l'instant, mais sait-on jamais...

http://www-cdf.fnal.gov/
http://www.fnal.gov/pub/presspass/press_releases/CDF_meson.html

"Fermilab's CDF scientists make it official: they have discovered the quick-change behavior of the B-sub-s meson, which switches between matter and antimatter 3 trillion times a second."

Annonce officielle des scientifiques du Fermilab : on a mis en évidence le basculement du méson Bs entre matière et anti-matière, au rythme de 3 trillions d'oscillations par seconde.

Commentaire sur Centauri Dreams :
http://www.centauri-dreams.org/?p=835

Et ce n'est pas encore paru sur les forums scientifiques français habituels : exclusivité du forum de l'astronautique :)

J'ai pas bien compris sur le principe.
Comment rpoduire ce méson Bs ?? c'est applicable pour la propulsion (directemet/indirectement) spatiale ?.

ManouchKa a écrit:J'ai pas bien compris sur le principe.
Comment rpoduire ce méson Bs ?? c'est applicable pour la propulsion (directemet/indirectement) spatiale ?.

Cette particule est produite au cours de collisions à haute énergie dans l'accélérateur de particules du Fermilab.
Dans un premier temps, ces observations permettent de tester le modèle standard de la physique des particules, et également des théories qui vont au delà, comme la supersymétrie.
De façon très spéculative, on peut se demander si ça ne peut pas déboucher sur des techniques de production d'anti-matière, ce qui a des applications en propulsion spatiale : les systèmes de propulsion utilisant l'anti-matière proposés depuis 50 ans butent toujours sur l'impossibité technique de produire l'anti-matière à un coût raisonnable.

A+

Bonjour Lambda0,

lambda0 a écrit:Annonce officielle des scientifiques du Fermilab : on a mis en évidence le basculement du méson Bs entre matière et anti-matière, au rythme de 3 trillions d'oscillations par seconde.

3 trillions de fois, ça fait euh ... faut revoir les préfixes là ! Vite wikipédia ...
Ca fait 10 puissance 18, un milliard de milliards, c'est tout simplement faramineux ! Faut avoir un appareil photo hyperultrasuperrapide pour photographier une transformation ... :D
En ce qui concerne les applications en astronautique, c'est vrai qu'on ne voit pas bien l'utilité. Mais bon, on peut toujours imaginer ... et ça j'en ai de l'imagination ...
Voyons, ptet qu'on pourrait accélérer ces mésons à des vitesses proches de la lumière. A ce moment là, grâce à la relativité du temps et de l'espace, dans notre référentiel ils resteraient antimatière plus longtemps, non ? Et donc on en profiterait pour leur balancer de la matière pile poil à ce moment là pour faire exploser le tout.
Ca y est, on a la bombe à antimatière qui va équiper les moteurs des prochaines fusées intergalactiques, y a plus qu'à !
:cheers:
Rigolemment vôtre,
Argyre

En france, "un trillion vaut 10 à la puissance 18 (soit un million à la puissance trois) soit 1 000 000 000 000 000 000. Il est important de noter que sa signification varie selon les pays. Par exemple, aux États-Unis, un trillion vaut 10 à la puissance 12"

Or le communiqué était en anglais je crois...

Oui, c'est ça, la période d'oscillation est de 0.35 ps = 0.35e-12 s

http://www-cdf.fnal.gov/physics/new/bottom/060831.blessed-Bsmix/
T = 2*PI/deltaMs
(deltaMs est donné en ps-1)

lambda0 a écrit:Oui, c'est ça, la période d'oscillation est de 0.35 ps = 0.35e-12 s

http://www-cdf.fnal.gov/physics/new/bottom/060831.blessed-Bsmix/
T = 2*PI/deltaMs
(deltaMs est donné en ps-1)

Ah bon, il n'y a que 12 zéros, vous me rassurez là ...
Et sinon, juste histoire de savoir, est-ce que si on accélère la particule à une vitesse proche de c, on a effectivement une période d'oscillation qui augmente lorsqu'on la mesure dans notre référentiel ? Et si oui, est-ce qu'il est effectivement envisageable de faire réagir ce méson avec une particule de matière pour obtenir je ne sais pas quoi mais accompagné d'une grosse quantité d'énergie ?

A+,
Argyre

Argyre a écrit:

lambda0 a écrit:Oui, c'est ça, la période d'oscillation est de 0.35 ps = 0.35e-12 s
http://www-cdf.fnal.gov/physics/new/bottom/060831.blessed-Bsmix/
T = 2*PI/deltaMs
(deltaMs est donné en ps-1)

Ah bon, il n'y a que 12 zéros, vous me rassurez là ...

10^-12s, c'est déjà une éternité par rapport à beaucoup de processus subatomiques...

Argyre a écrit:
Et sinon, juste histoire de savoir, est-ce que si on accélère la particule à une vitesse proche de c, on a effectivement une période d'oscillation qui augmente lorsqu'on la mesure dans notre référentiel ? Et si oui, est-ce qu'il est effectivement envisageable de faire réagir ce méson avec une particule de matière pour obtenir je ne sais pas quoi mais accompagné d'une grosse quantité d'énergie ?
A+,
Argyre

Ca doit dépendre du référentiel effectivement. Pour le reste, je n'ai pas la moindre idée de la façon dont on pourrait utiliser ce phénomène.

Au passage : je viens de voir que c'était déjà sur spacedaily.com !
http://www.spacedaily.com/reports/Bs_Mesons_Lend_Clues_To_Missing_Antimatter.html

Au cas où il y ait par ici quelqu'un intéressé par la physique et la spéculation technologique...
voici une étude assez intéressante sur les sources naturelles d'antimatière et les techniques pour la récolter
"Extraction of antiparticles concentrated in planetary magnetic fields"
http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/1071Bickford.pdf
Etude NIAC, 77 pages

"L'antimatière en petites quantités a un potentiel énorme dans de nombreuses applications spatiales, médicales, en détection. Il a été en particulier suggéré que des quantités de l'ordre de quelques dizaines de nanogrammes à quelques microgrammes d'antiprotons pouvaient être utilisées comme catalyseur de réactions nucléaires, permettant de propulser des vaisseaux spatiaux jusqu'à 100 km/s. Celà dépasse largement les possibilités des carburants chimiques et ouvre de nouveaux horizons pour l'exploration spatiale. Des quantités plus importantes d'antiprotons permettraient à un vaisseau spatial d'atteindre des vitesses relativistes..."


En résumé :
- l'antimatière, sous la forme d'antiprotons, est extrêmement couteuse à fabriquer : depuis un accélérateur de particules (CERN, FNAL) le coût serait de l'ordre de 160000 milliards de dollars pour un gramme avec les techniques actuelles
- sa propriété fondamentale de s'annihiler avec la matière normale fait que l'antimatière n'existe pas naturellement dans notre environnement
- cependant, l'interaction des rayons cosmiques avec la haute atmosphère des planètes produit des antiprotons (désintégration d'antineutrons)
- dans le cas des planètes possédant un champ magnétique, ces antiprotons peuvent rester piégés dans la magnétosphère
- il serait alors possible de les collecter au moyen d'un champ magnétique créé par une boucle de courant : un collecteur placé en orbite, analogue au collecteur imaginé par Bussard pour son ramjet interstellaire
- un accélérateur dédié à la production d'antimatière serait également bien plus efficace en orbite que sur Terre, grâce au vide et en utilisant judicieusement le champ magnétique terrestre pour piéger les antiparticules : une centrale de 1 GWe en produirait jusqu'à 100 microgrammes par an (suffisamment pour permettre un aller-retour Terre-Jupiter en moins d'un an, avec une charge utile de 100 tonnes...)
- la magnétosphère est également traversée par des antiprotons provenant directement des rayonnemens cosmiques

Le point encourageant est que le système de récolte des antiprotons décrit ne requiert pas le développement de technologies fondamentalement nouvelles d'après les auteurs, mais surtout des progrès techniques, en particulier sur les supraconducteurs à haute température.

Bonne lecture et à l'année prochaine :D

Un nouveau rapport de Bickford sur la récolte d'antiparticules dans l'espace est disponible ici (aout 2007, phase II, c'est un des derniers rapports NIAC...).

Extraction of antiparticles concentrated in planetary magnetic fields
(4.7 Mo, 120 pages)

Commentaire de Centauri Dreams ici :
http://www.centauri-dreams.org/?p=1567

Une petite merveille...

Si son modèle de transport des particules dans la ceinture de Van Allen est correct, le dispositif collecterait 8.6µg d'antiprotons par an, 10000 fois la capacité de production terrestre, et avec un dispositif qui ne pèse que 12 tonnes, donc à la portée des lanceurs actuels.
Avec le bon système de propulsion, ça doit être suffisant pour expédier un vaisseau habité vers Mars en quelques semaines.
Pour valider tout celà, il faudrait lancer un satellite pour explorer la ceinture de Van Allen, en mesurant le flux d'antiprotons.
La ceinture de Van Allen serait une fantastique source d'énergie...

45 jours de voyage pour aller vers Mars avec ACMF (Antimatter Catalyzed Microfission/Fusion)... reste à stocker l'antimatière de manière sûre durant plusieurs mois et sans grèver le rapport de masses...

Je suis trop paresseux pour me lancer dans la lecture des rapports, mais c'est super intéressant et prometteur toutes ces pistes. Les solutions paraissent de plus en plus proches et réalisables à moyen terme.

Un jour, on y arrivera !!

Skyboy a écrit:Je suis trop paresseux pour me lancer dans la lecture des rapports, mais c'est super intéressant et prometteur toutes ces pistes. Les solutions paraissent de plus en plus proches et réalisables à moyen terme.
Un jour, on y arrivera !!

Allez, une jolie image d'un vaisseau mu par le moteur dont parle Henri : ICAN-II
http://ffden-2.phys.uaf.edu/213.web.stuff/Scott%20Kircher/fissionfusion.html
L'antimatière est utilisée pour amorcer des petites explosions nucléaires qui vaporisent une coque de CSi, produisant la poussée.
Environ 30 jours pour expédier une charge utile de 80 tonnes vers Mars...
Autres images ici :
http://www.engr.psu.edu/antimatter/gallery.html

:bounce1:

Très intéressant, j'ai lu les 2 premiers paragraphes (et survolé les autres).
Comme le dit skyboy, les concepts sont de plus en plus prometteurs, en espérant qu'un jour l'un d'eux se concrétisent.

Un lien vers le PDF "FUSION REACTIONS AND MATTER-ANTIMATTER ANNIHILATION FOR SPACE PROPULSION" (2005)
http://stinet.dtic.mil/dticrev/PDFs/ADA446638.pdf
Un bon récapitulatif du sujet avec de nombreux exemples assez bien détaillés de missions habitées (Mars, Jupiter) ou automatiques (Pluton, 100UA, 1000UA, 10000UA), des comparatifs assez bien détaillés entre les différentes technologies utilisables (ACMF, AIMStar...) et un bon topo sur les progrès en cours sur le stockage de l'anti-hydrogène, notamment sous la forme de cristaux diamagnétiques.

Le lien semble hors-service, j'essaierai plus tard.

Pour en revenir à l'ACMF, il y a quand même quelques chiffres qui me paraissent suspects : si j'ai bien compris, les auteurs prétendent amorcer la microfission avec des impulsions de 10^11 antiprotons, et il en faudrait 140 ng pour Terre-Mars en 40 jours et retour.
http://www.engr.psu.edu/antimatter/Papers/ICAN.pdf
Je n'ai pas trouvé d'article détaillant le calcul menant à ce chiffre de 10^11 antiprotons. Par contre, dans une thèse du LLNL sur la microfission, on arrive plutôt à 10^14 antiprotons/impulsion dans le meilleur des cas (le schéma dit d'"allumage rapide", compression suivie d'impulsions de pbar), et avec des cibles plus petites.
Dans ce cas, la quantité de pbar requise pour l'ICAN-II serait en fait supérieure à 100 µg (et le dispositif de stockage est déjà donné à 5 tonnes pour 140 ng...).
Pour de telles quantités, la seule issue semble bien être le stockage sous forme neutre antihydogène.
(A moins de ne pas stocker et d'expédier au vaisseau les pbar par faisceau, à mesure qu'ils seraient collectés dans l'espace par le dispositif décrit par Bickford...).

A+

EDIT:
Ca y est, le lien marche. En fait, j'avais déjà récupéré ce document il y a quelques jours. Surtout une compilation de travaux existants (on retrouve l'article sur l'ICAN-II recopié tel quel) pour la propulsion, mais il y a des choses intéressantes sur l'expérience Athéna.

[Réactivation ancienne discussion - 2007]


L'expérience PAMELA (lancée en 2006, sur le satellite Resurs-DK1) a permis de mettre en évidence l'existence d'antiprotons piégés dans la magnétosphère terrestre, produits de façon continue essentiellement par la décroissance d'antineutrons générés par l'interaction des rayons cosmiques avec l'atmosphère.

Description de l'expérience :
http://fr.wikipedia.org/wiki/PAMELA
http://pamela.roma2.infn.it/index.php

Article général (désolé, trouvé aucune référence en français)
http://www.universetoday.com/88230/ring-of-anti-protons-found-encircling-earth/

Article technique:
http://arxiv.org/abs/1107.4882

Pour rappel, dans une étude NIAC publiée il y a quelques années, Bickford avait envisagé les possibilités de collecte des antiprotons piégés autour des planètes ayant un champ magnétique.
http://www.centauri-dreams.org/wp-content/Bickford_Phase_II.pdf
(4.7 Mo, 120 pages) - déjà commenté dans cette discussion
Au delà de l'intérêt purement scientifique, il s'agissait de savoir si on pouvait théoriquement en collecter suffisamment pour alimenter des systèmes de propulsion.

lambda0 a écrit:...
Pour rappel, dans une étude NIAC publiée il y a quelques années, Bickford avait envisagé les possibilités de collecte des antiprotons piégés autour des planètes ayant un champ magnétique.
http://www.centauri-dreams.org/wp-content/Bickford_Phase_II.pdf
(4.7 Mo, 120 pages) - déjà commenté dans cette discussion
Au delà de l'intérêt purement scientifique, il s'agissait de savoir si on pouvait théoriquement en collecter suffisamment pour alimenter des systèmes de propulsion.

Pas applicable dans ce cas à la propulsion Terre-Mars (enfin, pour le retour) car Mars n'a pas de magnétosphère hélas...