Antiparticule

vignette|droite|Schéma comparant la charge des particules (à gauche) et celle des antiparticules (à droite) ; avec de haut en bas : électron et positron, proton et antiproton, neutron et antineutron. L'antiparticule est un type de particule élémentaire du modèle standard de masse et spin égaux à ceux de la particule correspondante, mais de nombres quantiques opposés. Par exemple, l’électron et le positron ont la même masse () et le même spin (1/2) mais des nombres quantiques opposés (par exemple, q = pour l'électron, q = pour le positron). Par convention, on dit que le positron est l'antiparticule associée à l’électron. Formellement, l'inverse est tout aussi vrai ; le fait de considérer l'un (l'électron) comme « particule » et l'autre (le positron) comme « antiparticule » est purement conventionnel, ce choix provenant du fait que la matière que nous côtoyons habituellement et dont nous sommes faits est composée de particules et non d'antiparticules (antimatière). L'histoire de l'antiparticule commence au tournant des années 1930. Paul Dirac a prédit en 1928 l'existence de ces particules en étudiant l'électron. Il formule la description du comportement des particules par son équation qui ne fixe que le carré de certaines grandeurs. Cette équation a donc deux solutions : la solution « ordinaire », correspondant au comportement des particules connues, et une solution correspondant à des particules « théoriques », non observées et de charge électrique opposée. La première antiparticule observée, un positron, produit par les collisions des rayons cosmiques dans l'atmosphère, fut découverte en 1933 par Carl David Anderson, puis des expériences de radioactivité en laboratoire ont confirmé cette prédiction pour les autres particules. La physique atomique s'ouvre vers la physique des particules qui découvre que la rencontre d'une particule et de son antiparticule les annihile, émettant une quantité correspondante d'énergie suivant la formule bien connue E=mc. Cette énergie donne alors naissance à une paire de photons émis à et de même énergie (dans le référentiel du centre de masse).