Samedi 9 mai 2009.....Saint Viaud...

9 mai 2009

Samedi 9 mai 2009.....Saint Viaud...

LES RAYONS COSMIQUES...

Quel bonheur ce co-voiturage!! surtout quand 3 hommes attendent.....2 femmes en retard pour cause justifiée...Quel bonheur de découvrir l'humour près de ceux que l'on aime cotoyer..Il faut de l'amitié pour comprendre et de l'humour pour endurer!!!Bon courage donc à notre convoyeur...

Mais la plaisanterie n'était pas de mise hier soir pour la conférence sur les " Rayons Cosmiques"..Sujet ardu mais passionnant parce que traité de main de maître par Hervé Le Hénaff..

L'accueil du club de Saint Viaud est toujours égal à lui-même, chaleureux et très convivial...Et c'est avec beaucoup d'amitié et de sincérité que nous les remercions..

Mais entrons dans Le vif du sujet..Ces très secrets rayons cosmiques..

Un rayon cosmique désigne le flux de particules de haute énergie présent dans tout l'univers.Sa partie chargée est composée de protons et dee noyaux d'hélium, le reste étant des électrons, des nucléons et des quantités infimes d'antimatière (antiprotons et positrons).La partie neutre est constituée de rayons gamma et de neutrinos. L'étude de ce rayonnement a donné naissance à la Physique des Particules: on parle d'Astroparticules..

Nous recevons trois messages du ciel:
                                             Les Ondes électromagnétiques
                                             Les Particules
                                             Les Ondes gravitationnelles.

Les seules particules visibles correspondent aux aurores.

Tout commence avec la Balance de torsion de Coulomb..

Balance de torsion de Coulomb

Vers 1780, Charles de Coulomb cherche à mesurer les forces électrostatiques à l'aide d'une balance de torsion de sa propre conception.

Sur sa balance, une sphère fixe de charge q₁ fait face à une sphère de charge q₂ fixée à une tige mobile. La force exercée par la charge q₁ sur la charge q₂ fait pivoter la tige ainsi que la fibre à laquelle elle est suspendue. En mesurant l'angle formé par les deux positions du bras, on peut en déduire l'intensité de la force électrostatique. Coulomb découvre ainsi que la force exercée par une charge sur une autre est proportionnelle au produit des deux charges. Plus les charges sont élevées, plus la force est importante. Il constate également que l'intensité de cette force est inversement proportionnelle au carré de la distance entre les deux sphères chargées.

Cette loi fondamentale de l'électrostatique est connue sous le nom de loi de Coulomb..

L'histoire commence vraiment en 1900, lorsque Charles Thomson Rees Wilson découvre que
l’atmosphère est continuellement ionisée.

Un électromètre standard est composé de deux fines feuilles d'or suspendues à une électrode. Quandl'électrode est chargée, les feuilles se repoussent mutuellement. La mesure de leur séparation
est la mesure directe de la charge de l'électrode.Il pense que c’est dû au rayonnement
naturel de la Terre.
Ses recherches sur l'électricité atmosphérique, l’ionisation et la condensation le conduisent
à concevoir la première chambre à brouillard.

Mais rapidement, les scientifiques de l’époque sont intrigués par l’excès d’ions par rapport
à la quantité normalement due au rayonnement naturel du sol.

En 1912, le physicien autrichien Victor Franz Hess mesure le taux d’ionisation en fonction
de l’altitude avec un électromètre à feuille d’or embarqué dans un ballon.
L’ionisation décroît jusqu’à 700 m, puis croît au-delà. Il y a peu de différences entre le jour
et la nuit. Il en conclut à l'origine cosmique (en-dehors du système solaire) de ce rayonnement.
Ces résultats sont confirmés par Robert Millikan qui travaille à l'aide de ballons sondes.
Il croit que ces rayons sont électriquement neutres.

Cette affirmation est démentie dès 1928 où l'on montre que l'essentiel des rayonnements
atteignant la surface de la Terre consiste en des particules chargées. Millikan pense alors
que ces dernières résultent de l'interaction entre les rayons neutres de l'espace
(rayonnement gamma) et les atomes atmosphériques qui permettent l'éjection d'électrons
secondairement détectés. Arthur Compton démontre que le rayonnement est en fait
variable suivant la latitude où il est mesuré (plus faible à l'équateur qu'aux pôles) du fait de l
'influence du champ magnétique terrestre, prouvant par cela même qu'il s'agit
de particules chargées.

Les gerbes atmosphériques, découvertes en 1938 par l'astronome français Pierre Auger
sont des faisceaux de particules secondaires provoqués par l'impact de particules primaires
provenant de l'espace avec les atomes de la haute atmosphère. Ces particules ont
une énergie qui peut atteindre 10²⁰ eV. Ce sont les particules secondaires qui sont
détectées au sol. Le rayonnement cosmique primaire, constitué principalement de protons
produit des gerbes de mésons (pi chargés, π⁺ et π^-, de durée de vie de 26 ns)
se désintégrant eux-mêmes en muons (durée de vie de 2,2 μs) qui se désintègrent en
électrons de faible parcours et neutrinos.
Sans l'effet relativiste de dilatation du temps la plupart des muons n'atteindraient
pas le sol où il subsisterait surtout des neutrinos indétectables. Belle confirmation
de la relativité.

Une particule cosmique primaire qui pénètre dans l'atmosphère de la Terre
génère une
pluie de particules secondaires à la suite d'une cascade de collisions
avec les
noyaux d'azote
et d'oxygène de l'air. Parmi ces particules secondaires certaines
atteignent le sol.
Nous sommes traversés depuis toujours par ce bombardement
quotidien,
représenté
ici au dessus des jardins du Trocadéro à Paris.
Le rayonnement cosmique
contribue à la radioactivité naturelle à laquelle
nous sommes exposés.

Plusieurs télescopes dont Antares situé au large de la Seyne
sur mer par 2500m de
profondeur tente de capter et d'analyser le neutrino..
grâce à 75 photomultiplicateurs...