92 antiprotons. C’est le nombre de particules d’antimatière qui ont survécu, ce 24 mars, à un voyage en camion sur le site du CERN, à Genève. Un trajet à 42 km/h, sur quelques centaines de mètres de route ordinaire, avec des dos-d’âne et des vibrations. Sauf que chacune de ces particules s’annihile au moindre contact avec de la matière classique. Une seule molécule d’air suffit à les faire disparaître. Et pourtant, elles sont arrivées intactes.

L’expérience BASE-STEP vient de réussir ce que la physique des particules tentait depuis des années : décrocher l’antimatière de son lieu de production, la charger dans un véhicule et la déplacer sans qu’elle se volatilise. Une première mondiale qui ouvre la voie à un réseau de livraison d’antiprotons entre laboratoires européens.

Pourquoi l’antimatière ne supporte pas le moindre voyage

L’antimatière est le miroir exact de la matière ordinaire. Un antiproton possède la même masse qu’un proton, mais une charge électrique inversée. Quand les deux se rencontrent, ils s’annihilent mutuellement en libérant de l’énergie. Le Big Bang aurait dû produire des quantités égales de matière et d’antimatière, qui auraient dû se détruire totalement. L’univers devrait être vide. Il ne l’est pas, et personne ne sait pourquoi.

Pour percer ce mystère, les physiciens doivent mesurer les propriétés des antiprotons avec une précision extrême, puis les comparer à celles des protons. La moindre différence, aussi infime soit-elle, pourrait expliquer pourquoi la matière a gagné la partie. Le problème : le seul endroit au monde capable de produire et stocker des antiprotons, c’est la « fabrique d’antimatière » du CERN, avec son Décélérateur d’Antiprotons et l’anneau ELENA. Et les instruments qui s’y trouvent génèrent des fluctuations magnétiques qui plafonnent la précision des mesures.

« Les équipements du hall AD créent des perturbations magnétiques de l’ordre du milliardième de tesla, 20 000 fois plus faibles que le champ magnétique terrestre », explique Stefan Ulmer, porte-parole de l’expérience BASE, au CERN. Des perturbations invisibles partout ailleurs, mais qui brouillent les mesures les plus fines jamais tentées sur l’antimatière.

Une tonne d’équipement pour 92 particules

La solution : construire un piège portable capable de capturer des antiprotons, de les maintenir en vie et de les transporter vers des laboratoires plus calmes. C’est le projet BASE-STEP, conçu par l’équipe de Christian Smorra, de l’Université Heinrich Heine de Düsseldorf.

L’appareil pèse une tonne. Son composant principal est un aimant supraconducteur de 600 kilogrammes qui génère un champ magnétique stable sans alimentation électrique continue. Autour, une chambre à vide de type piège de Penning maintient les antiprotons en suspension grâce à des champs électriques et magnétiques combinés. Le tout baigne dans de l’hélium liquide pour garder les aimants à une température inférieure à 8,2 kelvins, soit moins 265 °C.

Malgré son poids, BASE-STEP est cinq fois plus compact que l’expérience BASE d’origine. Assez étroit pour passer par une porte de laboratoire standard. Assez robuste pour encaisser des accélérations d’1 G dans toutes les directions, largement de quoi absorber les secousses d’un trajet routier.

Le 24 mars, l’équipe a accumulé 92 antiprotons dans le piège, déconnecté l’ensemble de l’installation du CERN, soulevé l’appareil par grue, chargé le tout sur un camion et traversé le site. Pendant tout le trajet, un système de détection non destructif surveillait les particules en temps réel. À l’arrivée, les 92 antiprotons étaient toujours là.

La répétition générale de 2024 avec des protons

Ce succès ne sort pas de nulle part. En octobre 2024, l’équipe avait réalisé une première répétition avec 70 protons ordinaires, transportés dans le même dispositif à travers le site du CERN. « Si on peut le faire avec des protons, ça marchera aussi avec des antiprotons », avait déclaré Christian Smorra à l’époque. « La seule différence, c’est qu’il faut une chambre à vide bien meilleure pour les antiprotons. »

La construction de BASE-STEP avait commencé en 2020. L’appareil a été amélioré à l’Université de Düsseldorf jusqu’en juillet 2025, puis transféré au CERN en août. En septembre 2025, l’équipe a commencé à remplir le piège avec des antiprotons produits par le Décélérateur. Six mois de préparation pour quelques centaines de mètres de route.

Prochaine étape : huit heures de camion jusqu’en Allemagne

Le trajet sur le site du CERN n’était qu’un test. L’objectif réel de BASE-STEP est d’acheminer des antiprotons jusqu’au laboratoire de précision de l’Université Heinrich Heine à Düsseldorf, en Allemagne. Soit environ huit heures de route.

« Pour atteindre Düsseldorf, il faudrait maintenir l’aimant supraconducteur en dessous de 8,2 kelvins pendant toute la durée du trajet », précise Christian Smorra, selon le communiqué du CERN. « En plus de l’hélium liquide, nous aurions besoin d’un générateur embarqué pour alimenter un cryorefroidisseur sur le camion. Nous étudions cette possibilité. » Le défi le plus redoutable reste l’arrivée : transférer les antiprotons du piège mobile vers l’expérience de destination sans qu’ils disparaissent.

BASE-STEP n’est pas le seul projet sur cette voie. L’expérience PUMA, également au CERN, prépare un piège transportable pour déplacer des antiprotons sur 600 mètres, de la halle du Décélérateur d’Antiprotons vers l’installation ISOLDE, où des noyaux atomiques exotiques seront étudiés.

Aucun risque d’explosion : l’énergie d’une fraction de seconde de soleil

Transporter de l’antimatière sur la route pourrait inquiéter. En réalité, les quantités en jeu sont infimes. Si les 92 antiprotons s’annihilaient tous d’un coup, l’énergie libérée serait un milliard de fois inférieure à celle du soleil qui frappe un centimètre carré de peau chaque seconde. Un événement totalement imperceptible.

L’intérêt n’est pas énergétique. L’antimatière produite au CERN depuis sa création ne suffirait pas à alimenter une ampoule électrique pendant plus de quelques minutes. Toute la valeur réside dans la science fondamentale : comprendre pourquoi l’univers existe tel qu’il est, plutôt que sous la forme d’un néant parfait.

« Transporter de l’antimatière est un projet pionnier et ambitieux », a salué Gautier Hamel de Monchenault, directeur de la recherche et de l’informatique au CERN, dans le communiqué officiel. L’équipe de BASE-STEP travaille déjà sur la miniaturisation et la multiplication de ses pièges, pour rendre la livraison d’antiprotons plus accessible et moins coûteuse. L’Université de Hanovre figure parmi les prochaines destinations envisagées, aux côtés de Düsseldorf.

Le premier convoi longue distance pourrait partir dans les prochaines années. En attendant, l’antimatière a fait ses premiers kilomètres. À 42 km/h, dans un camion ordinaire, sur une route avec des nids-de-poule.