Rayon cosmique 27197 31646473 2008-07-17T08:47:14Z 220.124.220.183 robot Ajoute: [[ko:우주선 (물리)]] [[Image:Gerbe.png|right|thumb|Schéma d'une cascade atmosphérique produite par un proton]] Le '''rayonnement cosmique''' désigne de manière générale le flux de [[Particule élémentaire|particules]] de haute énergie (c'est-à-dire [[relativiste]]s) présent dans tout l'[[Univers]]. Il s'agit pour sa partie [[charge électrique|chargée]] principalement de [[proton]]s (entre 85 et 90 %) et de noyaux d'[[hélium]] (de 9 à 14 %), le reste étant constitué d'[[électron]]s, de différents [[nucléon]]s (noyaux d'atomes) ainsi que de quantités infimes d'[[antimatière]] légère ([[antiproton]]s et [[positron]]s). La partie neutre est quant à elle constituée de [[rayon gamma|rayons gamma]] ainsi que de [[neutrino]]s. L'étude de ce rayonnement au début du 20ème siècle a donné naissance à la [[physique des particules]] expérimentale et aujourd'hui grâce à une nouvelle génération d'instruments ouvre une nouvelle fenêtre d'étude de l'Univers. On parle aujourd'hui d'''astroparticules''. Les rayons cosmiques participent en particulier à la formation des [[ceinture de Van Allen|ceintures de Van Allen]]. ==Histoire== L'histoire commence en 1900, lorsque Charles Thomson Rees Wilson découvre que l’atmosphère est continuellement ionisée. 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 de 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 [[Autriche|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 [[ballon sonde|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 ([[rayon gamma|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'[[Astronomie|astronome]] [[France|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 de la Terre|atmosphère]]. Ces particules ont une énergie qui peut atteindre 10<sup>20</sup> [[électron-volt|eV]] (électron-volt). Ce sont les particules secondaires qui sont détectées au sol. Le rayonnement cosmique primaire, constitué principalement de [[proton]]s produit des gerbes de [[méson]]s (pi chargés de durée de vie 0,026 microsec) se désintégrant eux mêmes en [[muon]]s (durée de vie 2,2 microsec) qui se désintègrent en électrons de faible parcours et [[neutrino]]s. 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. ==Origine== Le [[Soleil]] est en partie responsable du rayonnement cosmique mais les particules les plus énergétiques proviennent de l'[[Milieu interstellaire|espace interstellaire]] et intergalactique ; elles auraient pour origine l'explosion de [[supernova]]e, selon l'hypothèse émise en [[1949]] par le physicien [[italie]]n [[Enrico Fermi]], mais cela n'est pas confirmé actuellement. Ainsi, leur provenance est encore en partie un mystère, mais qui devrait bientôt s'éclaircir avec la mise en service depuis [[2004]] de l'[[Observatoire Pierre Auger]] à [[Malargüe]] en [[Argentine]]. Pour les particules les plus énergétiques (les [[zetta-particule]]s, au-delà de 5*10<sup>19</sup> [[électron-volt|eV]]) les observations restent encore très peu nombreuses (moins d'une gerbe par an dans des observatoires très spécialisés comme le ''Fly's Eye'' de l'[[Université de l'Utah]] ou l'[[Akeno Giant Air Shower Array]] (''Réseau d'Akeno pour les Cascades Géantes Atmosphériques'')<ref>Présentation de l'institut de recherche en rayons cosmiques de Tokyo ({{jp}}+{{en}}[http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/report/youran/2006/2-37p-ok.pdf Welcome to the Institute for Cosmic Ray Research (これからの宇宙線研究を考える上での2 つの大きな柱)])</ref>. Les phénomènes physiques à l'origine sont mal connus et font certainement appels aux phénomènes astronomiques les plus énergétiques connus dans la nature : [[noyau actif de galaxie]], [[sursaut gamma]], [[trou noir]], etc. ==Cosmologie et astroparticules== Le big bang, la baryogénèse, la matière noire sont les cadres de recherche qui utilisent les techniques expérimentales développées en physique des particules pour faire de l'astronomie à haute et très haute énergie. Les thématiques principales de recherche sont : * La recherche de la matière noire * Les neutrinos (solaires, cosmiques, provenant des supernovae) * La désintégration du proton * Les [[onde gravitationnelle|ondes gravitationnelle]]s. == Sources et références == * Crozon M, ''La querelle des rayons cosmiques'', Les génies de la science, 2007, n° 31, p24-27 <references /> {{Portail|physique|astronomie}} [[Catégorie:Astrophysique]] [[Catégorie:Physique des particules]] [[Catégorie:Spectre électromagnétique]] [[af:Kosmiese bestraling]] [[bn:মহাজাগতিক রশ্মি]] [[ca:Raigs còsmics]] [[cs:Kosmické záření]] [[da:Kosmisk stråling]] [[de:Kosmische Strahlung]] [[el:Κοσμικές ακτίνες]] [[en:Cosmic ray]] [[eo:Kosma radiado]] [[es:Radiación cósmica]] [[et:Kosmiline kiirgus]] [[fa:پرتوهای کیهانی]] [[fi:Kosminen säteily]] [[he:קרינה קוסמית]] [[hr:Kozmičke zrake]] [[hu:Kozmikus sugárzás]] [[id:Sinar kosmik]] [[io:Kosmala radii]] [[it:Raggi cosmici]] [[ja:宇宙線]] [[ko:우주선 (물리)]] [[lt:Kosminiai spinduliai]] [[ml:കോസ്മിക് കിരണം]] [[nl:Kosmische straling]] [[nn:Kosmisk stråling]] [[no:Kosmisk stråling]] [[nov:Kosmal radiatione]] [[pl:Promieniowanie kosmiczne]] [[pt:Raio cósmico]] [[ro:Radiaţie cosmică]] [[ru:Космические лучи]] [[simple:Cosmic ray]] [[sk:Kozmické žiarenie]] [[sv:Kosmiska partiklar]] [[vi:Bức xạ vũ trụ]] [[zh:宇宙線]]