Il y a six ans, Joseph Dwyer, physicien de l'atmosphère, a piloté un avion à réaction au cœur d'un nuage d'orage. La trajectoire de l'avion n'était pas un hasard - Dwyer est un expert de la foudre. Il est connu pour avoir envoyé de petites roquettes attachées au sol par un fil de cuivre directement dans les tempêtes afin d'attirer des éclairs. Malgré des années de travail, les mystères sur la foudre et les tempêtes qui la produisent abondent. "L'intérieur des orages ressemble à des paysages bizarres que nous avons à peine commencé à explorer", a-t-il déclaré à Davide Castelvecchi pour Nature .
Et lors de ce vol il y a six ans, Dwyer a découvert quelque chose qu'il ne peut toujours pas expliquer complètement. Après ce qu'il appelle "un mauvais tournant", l'avion est entré dans un étrange nuage d'antimatière.
Les scientifiques savent déjà que les orages constituent un terreau favorable à un type particulier d'antimatière appelé positrons. Ces particules sont l'opposé des électrons. Ils portent une charge positive (d'où son nom) où les électrons portent une charge négative. Lorsque les deux se rencontrent, ils s’annulent, ce que les chercheurs peuvent voir car ils émettent un rayon de rayons gamma. Le télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA a été en mesure de repérer ces éclairs de rayons gamma étincelants lors d'orages peu de temps après son lancement en 2008. Chaque éclair fournit une quantité d'énergie distincte - la signature d'une réunion électron-positon.
La mission de Dwyer était donc de rechercher ces éclats de rayons gamma. Il était alors à la Florida Institute of Technology et a pu prendre un avion - le type habituellement utilisé par les hommes d’affaires, rapporte Castelvecchi - et décoller de la côte géorgienne à la recherche de ces rayons gamma. À un moment décisif, les pilotes pensaient avoir fait demi-tour vers la côte. Castelvecchi écrit:
«Au lieu de cela, c’était une ligne d’orage - et nous volions droit au travers», dit Dwyer. L'avion a roulé violemment en avant et en arrière et a plongé brusquement vers le bas. "Je pensais vraiment que j'allais mourir."
Cependant, pendant cette période, certaines des signatures de rayons gamma enregistrées par Dwyer n’atteignaient pas le niveau d’énergie approprié. Leur énergie était légèrement inférieure à celle à laquelle il s'attendait. Depuis le vol, ils ont essayé de comprendre pourquoi. Dwyer et ses collègues soupçonnent que les rayons ont perdu de l'énergie lorsqu'ils ont voyagé dans les airs et ont atteint l'avion. Ils estiment que l'avion a traversé un petit nuage d'antimatière d'environ un à deux kilomètres.
L'antimatière est toujours susceptible d'être des positrons, mais leur origine est encore à débattre. Au lieu d'être créés par l'orage, ils auraient pu affluer de l'espace sous forme de rayons cosmiques. Ou, comme le suggère un autre physicien, Aleksandr Gurevich, qui ne faisait pas partie de l'équipe, les ailes de l'avion auraient pu se charger, produisant des champs électriques extrêmement intenses générant des positrons.
La seule façon de répondre à toutes ces questions concernant le nuage d'antimatière est de retourner sur les lieux du crime. Dwyer veut envoyer des ballons météorologiques au centre des violentes tempêtes. En outre, la US National Science Foundation espère piloter un détecteur capable de mesurer à nouveau les rayons gamma dans une tempête, cette fois sur un avion blindé anti-char qui ne sera pas lancé aussi facilement, rapporte Castelvecchi. "Il est très difficile de prendre des mesures à l’intérieur de l’orage", a déclaré Dwyer à Ira Flatow lors de la conférence Science Friday de NPR en 2010. "Ce sont de gros endroits dangereux." Mais pas assez dangereux pour contrecarrer la curiosité.
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