Micrometeorites of Antimatter

The existence of anti-protons, anti-electrons, anti-neutrons, etc. is no longer a subject for speculation. A particle and its anti-particle annihilate one another on contact, creating radiant energy. Consequently, we do not find antimatter on the earth. It is not known how much antimatter exists elsewhere in the universe.

En juin 1908, un bolide d'�norme magnitude tomba pr�s de la rivi�re Tunguska about 800 km. north of Lake Baikal in Siberia. The light was possibly as bright as the sun and was seen over a radius of 700 to 1000 km. Acoustic noises from the shock were heard as far away as 1000 km. No trace of a crater has ever been found, but within a radius of 40 km., exposed trees were flattened with their tops pointing radially away from the epicenter. Witnesses felt intense heat on their skin. Metal objects near the impact point were melted. Trees were scorched for 18 km around. An earthquake was detected on seismographs at the Irkutsk Magnetic and. Meteorological Observatory which corresponds in time to the impact of the bolide. Barometric waves circled the globe. Magnetic disturbances were reported on many continents. The energy released by the Tunguska bolide is estimated between 1016 and 1017 joules (the energy range of hydrogen bombs).

Several million tons of dust may have been injected into the atmosphere. For several weeks after the event, luminous clouds in Europe and Western Siberia made it possible in certain areas to read at midnight under the open sky. The observatory at Irkutsk could not see the stars. A traveler noted in his diary that night never came. The nature of these luminous clouds is still a matter of debate.

La composition du bolide et la cause de l'explosion ne sont pas connues. Une m�t�orite tr�s massive devrait percuter le sol et laisser un grand crat�re (m�me si la m�t�orite et une partie du sol seraient imm�diatement vaporis�s). Le bolide de Tunguska, cependant, explosa apparemment � quelques 3 km environ au-dessus du niveau du sol.

Plusieurs hypoth�ses ont �t� avanc�es concernant la nature du bolide et de l'explosion :

1. une m�t�orite de grande masse initiale avec une trajectoire presque horizontale ;
2. une collision avec une com�te contenant un noyau de glace ou de poussi�re ;
3. une r�action chimique � haute �nergie initi�e par les radicaux dans la t�te d'une com�te ;
4. une explosion nucl�aire initi�e par l'onde de choc d'une grande m�t�orite ;
5. un m�t�oro�de d'antimati�re de quelques centaines de grammes.

Les 2 premi�res hypoth�ses sont conventionnelles. M�me l�, il est extr�mement difficile d'�valuer les effets optiques, accoustiques et thermiques qui pourraient intervenir sous toutes les circonstances possibles. Les hypoth�ses restantes furent propos�es pour expliquer les effets thermiques.

La 4�me hypoth�se semble peu probable. Une r�action de fission d'une telle magnitude n�cessiterait que des grandes masses presque critiques de mat�riau fissiable soient soudainement amen�es ensemble. Une r�action de fusion n�cessiterait une temp�rature initiale de plusieurs millions de �K. Aucune de ces possibilit�s ne semble raisonnable.

La 5�me hypoth�se a des cons�quences mesurables. Lorsque la mati�re et l'antimati�re entrent en contact, ils s'annihilent l'une-l'autre, et produisent des rayons gamma, des kaon et des pions. Si un m�t�oro�de d'antimati�re devait entrer en collision avec l'atmosph�re, des pions n�gatifs devraient �tre produits. Les noyaux des atoms d'air environnant absorberaient les pions n�gatifs et diffuseraient des neutrons.

Les noyaux d'azote captureraient les neutrons et deviendraient du carbone-14 radioactif. Comme le dioxide de carbone, le radiocarbone serait dispers� dans toute l'atmosph�re et absorb� par les organismes vivants.

L'�nergie du bolide de Tunguska fut estim�e via une �tude de la destruction intervenue. La quantit� initiale d'antimatir�re et la somme de dioxyde de carbone produit furent alors estim�es. Le radiocarbone de sections d'arbres qui grandirent en 1908 fut analys�. La conclusion de plusieurs scientifiques est que le m�t�ore de Tunguska n'�tait probablement pas compos� d'antimati�re. La meilleure supposition est qu'une com�te est entr�e en collision avec la Terre en juin 1908.

N�anmoins, l'hypoth�se de m�t�orites d'antimati�res est intriguante. Si une quantit� significative d'antimati�re existe effectivement dans l'univers, il est possible que des supernovae d'antimati�re puissent �jecter de minuscules grains d'anti-masse � des vitesses relativistes. Un tel grain pourrait p�n�trer notre galaxie et entrer en collision avec l'atmosph�re terrestre. En entrant � des vitesses relativistes, le grain pourrait survivre jusqu'� atteindre la troposph�re. Une fraction d'un microgramme d'antimati�re d�truirait alors une masse �gale de mati�re et lib�rerait beaucoup de megajoules d'�nergie, cr�ant peut-�tre des sph�res lumineuses. Cependant, l'annihilation d'une m�t�orite rapide d'antimati�re n'a jamais �t� calcul�e en d�tails, et les effets visuels possibles sont inconnus. De plus, puisque de petits grains d'antimati�re ne laisseraient virtuellement aucune trace, cette hypoth�se reste une pure sp�culation.