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

Fig. 16: Flux des µ + et µ − mesurés par l’expérience CAPRICE 94 [22] à 3.9 g/cm 3
recherche de la composition des RC primaires.
4.4.3 Composante électromagnétique des gerbes
La composante électromagnétique des gerbes est alimentée par la
désintégration des pions neutres en deux photons, ceux-ci générant des paires
e + et e − . A leur tour, les électrons et positrons donnent naissance à un photon
par rayonnement Bremstrahlung, entretenant la cascade. Le nombre de particules
créées est proportionnel à l’énergie du primaire. Le flux des e + et e −
décroît quand l’énergie augmente, il est 100 fois plus faible à 1 GeV qu’à 10
MeV. Ces particules ont des sources multiples, puisque à celles créées en altitude
dans les cascades décrites, s’ajoutent celles générées par la décroissance
des muons au sol. Leur dépendance angulaire est donc très complexe à évaluer.
Lors du développement de la cascade électromagnétique, les molécules d’azote
de l’air sont excitées. Elles se désexcitent en émettant des photons de longueur
d’onde caractéristique, qu’on appelle la lumière de fluorescence.
La composante électromagnétique est extrêmement focalisée autour de l’axe
de la gerbe, c’est pour cela que la détection de lumière de fluorescence permet de
mesurer précisément le plan de la gerbe. D’autre part, elle emporte environ 90%
de l’énergie du primaire. L’intégrale de la lumière détectée est proportionnelle
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