Histoire dun rayon cosmique

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Histoire dun rayon cosmique

• Ma mère, cette SuperNova
• Une longue vie derrance
• Mort violente dans latmosphère
• Détection par lArche Cosmique

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Ma mère, cette SuperNova
Une ou 2 fois par siècle, une étoile de notre
galaxie se désintègre en une supernova. Cest
lors de ces explosions titanesques que les
éléments lourds (Carbone, Fer) quittent le cur
des étoiles où ils sont forgés pour devenir la
poussière détoile indispensable à la vie et à
lindustrie.
Cest aussi au cours de ces explosions que des
noyaux et des protons sont expulsés à des
vitesses proches de la lumière dans lespace
intersidéral
Des rayons cosmiques sont nés
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Une longue vie derrance
Chaque rayon cosmique dérive ensuite dans les
champs magnétiques aléatoires qui baignent notre
galaxie. Il parcourt une distance supérieure à
plusieurs dizaines de tours, oubliant ainsi ses
lieu et date de naissance. En comparant les
abondances relatives de certains isotopes, on
arrive à évaluer un âge moyen de plusieurs
centaines de millions dannées.
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Mort violente dans latmosphère

• Lorsquil sapproche de la terre, un proton
  cosmique entre en collision avec lair de la
  haute atmosphère, et produit une gerbe de
  particules similaire à celles qui seront étudiées
  au LHC, le prochain accélérateur du CERN
• Dans cette gerbe, on trouve
• des hadrons (pions, protons et neutrons) que
  linteraction forte empêchent de traverser
  latmosphère,
• des photons, cest-à-dire de la lumière de très
  haute énergie, qui dissipe rapidement son énergie
  en cascades électromagnétiques
• des neutrinos dont linteraction est si faible
  que la plupart traversent la terre et nécessitent
  des détecteurs de plusieurs tonnes (prix Nobel
  2002)
• des muons qui traversent facilement atmosphère,
  toits et plancher, et néanmoins déposent une
  énergie détectable dans lArche Cosmique

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Fonctionnement de lArche
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Fonctionnement de lArche
Cet appareillage de démonstration est constitué
de deux plaques, scintillant au passage dune
particule chargée, couplées à des
photo-multiplicateurs (PM) qui transforment la
faible lumière scintillée en impulsions
électriques.
Comparant les temps darrivée (CTA) des deux
impulsions, on mesure le temps de propagation de
la lumière dans lArche scintillante (5 ns/m) et
on en déduit le point dimpact sur lArche dune
particule passée par son centre. On peut ainsi
compter le nombre de particules venant de chaque
direction, et constater que les particules
verticales sont les plus nombreuses, car elles
traversent le moins de matière.