Science et contexte

Qu'est-ce qu'un rayon cosmique ?

Un rayon cosmique est une particule très énergétique provenant de l’espace. Il peut s’agir de protons, de noyaux d’atomes ou même de photons gamma, voyageant à des vitesses proches de celle de la lumière. Ces particules peuvent provenir de notre Soleil, mais aussi d’événements cataclysmiques comme les supernovae, les pulsars, ou les noyaux actifs de galaxies (AGN).

Que se passe-t-il lorsqu'un rayon cosmique atteint la Terre ?

Quand un rayon cosmique entre dans l’atmosphère terrestre, il interagit avec les molécules d’air et produit une gerbe de particules secondaires. Parmi ces particules se trouvent des muons, qui sont très pénétrants et peuvent atteindre le sol. C’est principalement ces muons que nous détectons.

Les différents types de détecteur utilisés pour étudier les rayons cosmiques à haute énergie et les rayons gamma. Version avec légende en francais, crée par Kubu license

Qu’est-ce qu’un muon ?

Le muon est une particule élémentaire similaire à l’électron, mais environ 200 fois plus lourde. Il est produit lors des collisions de particules dans l’atmosphère. Grâce à sa grande énergie et sa faible interaction avec la matière, le muon traverse plusieurs kilomètres d’air (et même de roche) avant de se désintégrer. C’est pourquoi il est détectable au sol.

Les différents types de détecteur utilisés pour étudier les rayons cosmiques à haute énergie et les rayons gamma. Version avec légende en francais, crée par Kubu license

Pourquoi détecter les muons ?

En détectant les muons, on obtient des informations précieuses sur l’activité cosmique et solaire. Cela permet :

• de surveiller les éruptions solaires et leurs impacts sur la Terre ;
• d'étudier le cycle solaire et les variations de l’atmosphère ;
• de participer à la recherche sur des phénomènes rares comme les Cosmic Ray Ensembles ;
• d’avoir un aperçu de l’univers invisible à travers un projet collaboratif accessible.

Source : CREDO Collaboration

Comment fonctionne notre détecteur ?

Le détecteur est composé de deux compteurs Geiger superposés. Lorsqu’un muon traverse les deux détecteurs quasi simultanément, on parle de coïncidence : cela signifie qu’une particule très énergétique (probablement un muon) a été détectée.

Un microcontrôleur ESP32 enregistre chaque événement et, si besoin, les envoie à un serveur pour analyse. L'ensemble permet de collecter les données en temps réel, et d’en extraire des tendances, des anomalies, voire des événements rares.

Source : Gabriel