Les bombes à antimatière sont-elles véritablement réalisables ?

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Popularisées par le livre Anges et Démons de l’auteur Dan Brown, les bombes à antimatières sont utilisées par les écrivains de science-fiction depuis des décennies. Souvent considérées comme les armes les plus puissantes et destructrices que l’humain pourrait développer, ces bombes font écho au mystérieux intérêt que suscite l’antimatière chez les scientifiques comme chez le grand public. Toutefois, de telles bombes sont-elles véritablement réalisables ?

Rolf Landua, physicien au CERN, vient tempérer rapidement la menace. « Si vous additionnez toute l’antimatière que nous avons fabriquée en plus de 30 ans de physique de l’antimatière ici au CERN, vous pourriez obtenir 10 milliardièmes de gramme. Même si cela explosait au bout de votre doigt, ce ne serait pas plus dangereux que d’allumer une allumette », explique-t-il. Les patients subissant des scans TEP ont des atomes radioactifs naturels présents dans leur circulation sanguine émettant des dizaines de millions, sinon plus, de positrons, sans effet néfaste.

À titre de comparaison, 450 grammes d’antimatière équivaut à environ 19 mégatonnes de TNT. Alors oui, l’antimatière serait plus puissante que d’autres explosifs, mais pas aussi catastrophique que certaines sources l’indiquent. Même si les physiciens pouvaient fabriquer suffisamment d’antimatière pour construire une bombe viable, le coût serait astronomique. « Un gramme peut coûter un million de milliards de dollars », affirme Landua.

« C’est probablement plus que ce que n’importe quel président ou chef d’État veut investir pour le moment ». Frank Close, physicien des particules à l’Université d’Oxford, souligne également le problème du temps. « Il nous faudrait 10 milliards d’années pour assembler suffisamment d’antimatière pour fabriquer la bombe dont parle Dan Brown dans son livre ‘Anges et démons’ ».

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Bombe hybride : entre nucléaire et antimatière

Il y a néanmoins une très mince possibilité que nous puissions construire une sorte de bombe à antimatière. Elle ne serait tout simplement pas alimentée par une explosion d’antimatière pure. Il faudrait utiliser la propulsion par impulsions nucléaires catalysée par l’antimatière. Cela utilise essentiellement des explosions d’antimatière à petite échelle pour déclencher de « minuscules » explosions nucléaires. Idéalement, des groupes comme la NASA aimeraient utiliser ces méthodes pour propulser les vaisseaux spatiaux.

La technologie pourrait aussi théoriquement être utilisée pour créer des armes de petite taille et sans fission (très faibles retombées nucléaires). Cela entraînerait moins de contamination à long terme que les armes nucléaires conventionnelles, tout en ayant le même impact stratégique. Mais les armes coûteraient encore des milliards, à moins que nous ne trouvions une source d’antimatière plus naturelle à récolter.

schema bombe antimatiere nucleaire
Il est possible de construire une arme thermonucléaire dans laquelle les trois à quatre kilogrammes de plutonium, nécessaires à l’allumage, sont remplacés par un microgramme d’antihydrogène. Dans cette hypothétique bombe, l’antimatière est au centre sous la forme d’une pastille d’un dixième de millimètre de diamètre. Elle est entourée et isolée du combustible thermonucléaire (une sphère creuse de 100 g de Li2DT). Après compression par des lentilles explosives, le carburant entre en contact avec l’antihydrogène. Les réactions d’annihilation commencent spontanément, fournissant l’énergie nécessaire pour enflammer le combustible thermonucléaire. Si le degré de compression choisi est élevé, on obtient une bombe à effets mécaniques accrus, et s’il est faible, une bombe à neutrons. Dans les deux cas, l’effet d’impulsion électromagnétique et les retombées radioactives sont sensiblement inférieurs à ceux d’une bombe A ou H classique de même rendement (1 kt). © UNIGE

Cela dit, les quantités nécessaires pour ce type de dispositif (10 à 13 grammes d’antimatière, ou 1011 atomes d’anti-hydrogène) sont nettement plus réalisables que celles requises pour les armes à antimatière pure. Pourtant, la question du stockage de cette quantité d’antimatière prévaut. Nous n’avons tout simplement pas la technologie pour la sécuriser en toute sécurité, même si nous pouvions l’acquérir d’une manière ou d’une autre.

L’US Air Force, selon cette source qui cite l’étude publiée par RAND Corporation, finance des recherches sur les armes à antimatière depuis au moins 1983. Les quatre principales catégories d’applications sur lesquelles ils ont étudié sont la propulsion, les générateurs d’énergie, les armes à énergie dirigée et les « rôles militaires spéciaux supplémentaires classés » — aka, les bombes déclenchées par l’antimatière.

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Antimatière : un potentiel carburant ?

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Il semble que l’utilisation la plus viable de l’antimatière soit le carburant. L’intérêt de la NASA vient du fait que l’antimatière pourrait être le carburant ultime pour les fusées. L’estimation actuelle est que l’antimatière pourrait nous amener sur Mars en 6 semaines, comme l’avait prédit l’équipe de conception de Penn State.

L’utilisation d’une infime quantité d’antimatière pour déclencher une réaction nucléaire — la Microfusion d’initiation à l’antimatière (AIM) — peut être un excellent catalyseur pour les bombes, mais elle peut également être utilisée en théorie pour alimenter des vaisseaux spatiaux. L’annihilation matière-antimatière libère plus d’énergie par unité de masse que toute réaction connue en physique. Un vaisseau spatial propulsé par cette méthode nécessiterait aussi peu qu’un microgramme d’antimatière, selon la durée de la mission.

L’AIM est également extrêmement efficace. L’énergie libérée lorsque la matière et l’antimatière entrent en collision représente environ 10 milliards de fois la quantité libérée par la combustion traditionnelle d’hydrogène et d’oxygène. Cependant, le stockage continue d’être le barrage principal dans tous ces grands projets.

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