EM : Rayons cosmiques

je vais écrire une série d’articles sur les rayons cosmiques, cet article est rendu public, mais les autres seront accessibles uniquement par les abonnés. L’objectif étant de faire un point sur l’état de l’art et des connaissances des rayons cosmiques et bien évidemment leur influence sur la santé.

J’ai commencé à traduire le document « Cosmic Rays at the Energy Frontier » issu du journal Scientific American, Inc. Ce document ne sera pas le seul dont je vais m’inspirer pour asseoir nos connaissances.

Je cite :

Environ une fois par seconde, une particule subatomique pénètre dans l’atmosphère terrestre comptant beaucoup d’énergie comme un caillou bien lancé. Quelque part dans l’univers, ceci implique, qu’il y ait des forces qui peuvent donner à un proton une énergie aussi puissante que 100 millions de fois l’énergie obtenue par les accélérateurs les plus puissants. Où et comment?

Ces questions ont occupé l’esprit des physiciens depuis que les rayons cosmiques ont été découverts en 1912 (bien que les entités en question soient maintenant connues pour être des particules, le nom de «rayons» persiste).

Le milieu interstellaire contient des noyaux atomiques de chaque élément du tableau périodique, tous se déplaçant sous l’influence des champs électriques et magnétiques. Sans l’effet d’écran de l’atmosphère terrestre, les rayons cosmiques constitueraient une menace pour la santé : en effet, les personnes vivant dans les régions montagneuses ou faisant des voyages fréquents en avion reçoivent une dose de rayonnements (mesurables) supplémentaires.

Peut-être la caractéristique la plus remarquable de ce rayonnement est que les enquêteurs n’ont pas encore trouvé la raison du spectre des rayons cosmiques. La plupart des sources bien connues des particules chargées telles que le soleil, avec son vent solaire, ont une limite d’énergie caractéristique: elles n’ont tout simplement pas à produire des particules ayant des énergies supérieures à cette limite.

En revanche, les rayons cosmiques apparaissent, bien en nombre décroissant, à des énergies aussi élevées que les astrophysiciens peuvent en mesurer les effets. Les données recueillies ne peuvent hélas dépasser les niveaux d’environ 300 milliards de fois l’énergie au repos de la masse d’un proton, car il n’existe pas de détecteur assez grand pour capter l’énergie de ces particules pénétrant l’atmosphère.

Néanmoins, les données de rayons cosmiques d’ultra-haute énergie ont été vue à intervalles de plusieurs années sous forme de particules frappant l’atmosphère et créant une myriade de particules secondaires (qui sont plus faciles à détecter).

En octobre 15 juillet 1991, par exemple, un observatoire de rayons cosmiques dans le désert de l’Utah a enregistré une gerbe de particules secondaires d’un rayon cosmique de 50 joules (3 * 1020 d’électronvolts).

Bien que le flux de rayons cosmiques diminue en fonction d’énergie plus élevée, cette baisse est quelque peu supérieure à environ 1018 eV, ce qui suggère que les mécanismes responsables de rayons cosmiques à énergie ultra-haute sont différents de ceux des rayons d’énergie moindre.

En 1960, Bernard Peters de l’Institut Tata à Bombay a suggéré que les rayons cosmiques de basse énergie soient produits principalement à l’intérieur de notre propre galaxie, alors que ceux de plus haute énergie proviennent de sources plus éloignées.

Une des raisons de le croire, c’est qu’un proton d’un rayon cosmique transportant une énergie plus élevée que 1019 eV, par exemple, ne serait pas dévié de façon significative par l’un des champs magnétiques généralement généré par une galaxie, alors, son trajectoire serait plus ou moins rectiligne.

Si ces particules provenaient de l’intérieur de notre galaxie, on peut s’attendre à voir des différents nombres provenant de diverses directions, car notre galaxie n’est pas disposée de manière symétrique autour de nous. Alors que, la distribution de ces particules est essentiellement isotrope, comme celle des rayons de basse énergie, dont les directions sont dispersées.

Ces conclusions minces révèlent le peu de connaissance que les scientifiques ont sur l’origine des rayons cosmiques. Les astrophysiciens ont des modèles plausibles pour la façon dont ils pourraient être produits mais n’ont pas de réponses définitives.

Cet état des choses peut-être le résultat de la différence entre les conditions inimaginables sur la Terre et dans les régions où les rayons cosmiques sont nés. L’espace entre les étoiles ne contient qu’environ un atome par centimètre cube, une densité beaucoup plus faible que les meilleurs milieux vides que nous pouvons créer.

En outre, ces volumes sont remplis avec de vastes champs électriques et magnétiques, intimement liés à une population diffuse de particules chargées, même moins nombreux que les atomes neutres.

Fin de citation

=> EM : Rayons cosmiques (II)


Les vues présentées sont les miennes et peuvent évoluer sans qu’il soit nécessaire de faire une mise à jour dans l’article même. Il se pourrait que j’apporte des rectifications ou évolutions dans l’avenir dans un autre article, si de nouveaux éléments viennent contredire mes propos. Les articles présentés ne constituent en rien une invitation à suivre aveuglement.

Ce contenu a été publié dans Electromagnétisme, ondes. Vous pouvez le mettre en favoris avec ce permalien.