Les rayons cosmiques : historique et enjeux actuels - IPN - IN2P3

ciel grâce à des télescopes permet de reconstituer le profil longitudinal et la
géométrie de la gerbe. On peut ainsi mesurer son incidence, son énergie et
accéder à sa composition. Le premier télescope de ce type était le Fly’ Eyes.
Il a été suivi de Hires [10], équipé de deux télescopes, prévu pour multiplier
par 10 la statistique du précédent et qui a pu explorer la composition aux plus
hautes énergie. L’avantage de ce type de détecteur est que sa mesure d’énergie
dépend très peu des modèles hadroniques. L’inconvénient est son cycle utile qui
n’est en moyenne que de 10% car il ne peut fonctionner que les nuits claires et
sans lune.
3.2.3 L’Observatoire Pierre Auger, un détecteur hybride géant
Lorsque l’on veut étudier l’extrémité à haute énergie du spectre, la seule
solution pour palier au manque de statistique est d’avoir une surface de mesure
gigantesque. C’est ce qu’a réalisé la collaboration Pierre Auger en Argentine, en
installant un observatoire couvrant plus de 3000 km 2 de surface, qui a l’avantage
d’associer deux modes de détection : un réseau de cuves à effet Cherenkov
au sol et un ensemble de 4 télescopes à fluorescence sur le pourtour du site.
Ce détecteur a optimisé ses performances en tirant profit de l’expérience de
ses ”aînés”. De plus, son caractère hybride permet un étalonnage croisé des
deux systèmes de détection. Cet observatoire va pouvoir très prochainement
donner des résultats apportant des éléments de réponse sur l’origine des rayons
cosmiques.
3.2.4 Les télescopes radio
Lors du développement des gerbes dans l’atmosphère, les paires e + e −
créées, essentiellement focalisées le long de la trajectoire du primaire, génèrent
des impulsions électromagnétiques cohérentes mesurables par des détecteurs
radio adaptés. Ces impulsions pourraient être analysées et corrélées aux paramètres
caractéristiques des gerbes. Cette technique avait été explorée puis
abandonnée par les physiciens il y a une trentaine d’année, mais les progrès
de l’électronique offrent aujourd’hui de nouvelles possibilités et l’espoir de pouvoir
analyser avantageusement ces signaux. Des expériences prototypes utilisent
actuellement des antennes dédiées, en coïncidence avec des détecteurs de surface,
pour essayer de valider la possibilité d’étudier les gerbes avec ce type de
détecteurs [14, 15].
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