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Les élèves de l’option PCL du lycée Suger de St-Denis et un détecteur de rayons cosmiques !

16 / 11 / 2009

Mardi 13 octobre 2009, les élèves de l’option PCL du Lycée Suger de Saint Denis ont visité un détecteur de rayons cosmiques (Le télescope à muons) installé au dernier étage de la tour Montparnasse à Paris. Le télescope à muons détecte les particules issues de l’interaction des rayons cosmiques avec celles de l’atmosphère. A chaque détection par cet instrument, un rayon laser est émis entre le sommet de la Tour Montparnasse et l’Observatoire de Paris. Cette visualisation indirecte des particules cosmiques entre ces deux monuments est aussi le symbole de la filiation entre l’astronomie et le domaine des astroparticules.

Des scientifiques ont présenté des animations autour du détecteur. Ils ont expliqué la nature des rayons cosmiques et leur incidence sur notre vie quotidienne.


Notes prises par les élèves au cours de la sortie :

Les rayons cosmiques

Le mardi 13 octobre 2009, nous sommes partis à la Tour Montparnasse.

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Gerbe cosmique

Nous avons pris l’ascenseur le plus rapide d’Europe (196 m en 38 s) et nous nous sommes retrouvés au 56 ième étage. Un scientifique du CEA nous a expliqué qu’à chaque seconde nous étions traversés par des centaines de particules venant de l’espace et voyageant à des vitesses proches de celle de la lumière. C’est ce rayonnement qu’on appelle rayonnement cosmique. Il fait partie de la radioactivité naturelle. Les particules les moins énergétiques peuvent être captées par des instruments placés dans des satellites ou dans des sondes spatiales alors que les plus énergétiques, essentiellement des protons et des neutrons, pénètrent dans l’atmosphère terrestre, entrent en collision avec les particules atmosphériques et produisent des générations de particules secondaires. Parmi ces particules il y a les muons.
Sheikh.


Le détecteur de particules

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le détecteur

Le scientifique nous a présenté un détecteur de rayons cosmiques composé de trois valises reliées à un ordinateur ; dans chaque valise, il y avait un scintillateur, un guide de lumière et un photomultiplicateur. Un scintillateur est un matériau qui émet de la lumière suite à l’absorption d’un rayonnement ionisant (photon ou particule chargée). Un guide de lumière est un objet transparent qui conduit la lumière. Un photomultiplicateur est un tube électronique qui permet la détection de photons. Le temps de réponse de ce détecteur est de une nanoseconde.
François.

Matière et antimatière

Certaines de ces particules viennent du soleil, d’autres proviennent de supernovae, c’est à dire d’étoiles qui ont explosé. L’étude des rayons cosmiques nous aide donc à comprendre l’univers et son histoire (cosmologie). C’est dans le rayonnement cosmique qu’on a découvert la première preuve de l’existence de l’antimatière. En 1932 Anderson, un physicien américain, a découvert l’antiélectron qu’on a depuis baptisé positon. Depuis on a découvert l’antiproton, l’antimuon, etc. On sait maintenant qu’à chaque particule est associée une antiparticule. Comment reconnaître l’antimatière ? Si une particule rencontre son antiparticule, elles disparaissent toutes les deux en libérant de l’énergie : on dit qu’elles s’annihilent. Sur le plan théorique les physiciens avaient prédit en 1928 l’existence de l’antimatière car matière et antimatière sont deux solutions d’une même équation comme 1 et -1 pour l’équation x*x=1.
Akhi et Ebru

Texte et illustrations : M. EL ABED - Novembre 2009