Une étude, dont les résultats intitulés «Observation of the hyperfine spectrum of antihydrogen» sont publiés dans la revue Nature, rapporte la première observation de la structure hyperfine de l’antihydrogène, l’équivalent de l’hydrogène dans l’antimatière, grâce à l’expérience ALPHA auprès du Décélérateur d’antiprotons du CERN.

Les mesures spectroscopiques ont été effectuées «sur des atomes d’antihydrogène fabriqués maison, en générant des transitions entre différents états d’énergie des anti-atomes». Réalisées «en identifiant et mesurant deux lignes spectrales de l’antihydrogène», elles améliorent des mesures précédentes.

Rappelons ici que «la spectroscopie est un moyen de sonder la structure interne des atomes en étudiant leur interaction avec des ondes électromagnétiques». C'est en 2012, que «l’expérience ALPHA a démontré pour la première fois la possibilité technique d’agir sur la structure interne d’atomes d’antimatière», et c'est en 2016 qu'elle a rapporté «la première observation de transitions optiques de l’antihydrogène».

Désormais, «en exposant les antiatomes à des micro-ondes d’une fréquence précise», des transitions hyperfines ont été induites et les mesures affinées: les deux lignes spectrales de l’antihydrogène mesurées ont permis de ne voir «aucune différence en les comparant aux lignes spectrales de l’hydrogène, dans les limites de précision de l’expérience».

Ces techniques uniques rendent possibles l'observation en détail de «la structure d’atomes d’antimatière, en seulement quelques heures au lieu de quelques semaines». De plus, à présent, «avec ses techniques de piégeage de l’antimatière», ALPHA est capable «de capturer un grand nombre d’antiatomes (jusqu’à 74 en même temps), ce qui facilite la réalisation de mesures de précision». Ces analyses «toujours plus détaillées de la structure de l’antihydrogène» ont pour but la découverte d'éventuelles différences entre matière et antimatière.