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La tour Montparnasse est aussi un détecteur de particules

ActualitéClassé sous :physique , Astronomie , rayons cosmique

Dans le cadre de l'Année Mondiale de l'Astronomie et de la Semaine Européenne de la Physique des Astroparticules, différentes manifestations sont organisées et se termineront le 17 octobre 2009. A cette occasion, la tour Montparnasse joue le rôle d'un détecteur de rayons cosmiques !

L'affiche des manifestations à la tour Montparnasse. Crédit : obspm

La physique des astroparticules s'est constituée récemment comme une discipline à part entière, à l'instar de l'astrophysique relativiste et surtout de l'astrophysique nucléaire. Grâce à elle, les physiciens, les astrophysiciens et les cosmologistes pénètrent plus en profondeur dans les arcanes du Cosmos et tentent de mieux comprendre les relations stupéfiantes liant l'infiniment grand à l'infiniment petit.

La démarche en elle-même ne fait que prolonger celle déjà mise en pratique avec la physique des atomes et des noyaux. C'est la compréhension fine des raies spectrales des atomes qui a permis d'ouvrir le monde des étoiles en permettant la naissance de l'astrophysique.

Il devenait alors possible de connaître la composition chimique des étoiles, les pressions et les champs magnétiques régnant à l'intérieur de leurs atmosphères ainsi que, par exemple, la distribution des nuages d'hydrogène à l'intérieur de la Voie lactée au moyen de la fameuse raie à 21 cm. La connaissance de la physique des noyaux allait permettre de comprendre la généalogie de la matière ainsi que la vie et la mort des étoiles, sans oublier de confirmer la théorie du Big Bang elle-même au moyen de la théorie de la nucléosynthèse.

En dessous de l'échelle des noyaux, il existe un nouveau monde, celui des leptons et des quarks, des bosons intermédiaires et peut-être des particules supersymétriques. On pense qu'il recèle quelques secrets de la naissances des galaxies, des amas de galaxies. Inversement, des astres compacts, comme les trous noirs, constituent peut-être une fenêtre sur ce monde étrange mais fascinant des particules élémentaires, qu'elles soient dans ou au-delà du modèle standard, comme avec les hypothétiques particules caméléons.

Les particules cosmiques étudiées depuis la tour Eiffel en 1910

L'étude des particules venues du cosmos est ancienne puisque qu'elle est contemporaine des balbutiements de la physique quantique et de la physique nucléaire. Déjà en 1910, le physicien allemand Theodore Wulf était monté au sommet de la tour Eiffel et avait constaté à l'aide d'un électromètre que le flux de particules qui le déchargeait augmentait avec l'altitude et provenait donc d'au-delà des limites de l'atmosphère terrestre.

Pendant des années, avant la mise en service des premiers accélérateurs de particules puissants, les chercheurs eurent recours à des détecteurs de rayons cosmiques pour découvrir de nouvelles particules et sonder le comportement de la matière à hautes énergies. C'est ainsi que le positron, l’antiparticule de l’électron, fut découvert par Anderson en 1932 et le méson pi de Yukawa en 1947.

Depuis 20 à 30 ans environ, la voie des rayons cosmiques a été de nouveau explorée et la fusion entre physique des particules et cosmologie a commencé à être une réalité incontournable.

Pour sensibiliser et faire connaître au grand public le domaine des astroparticules, différentes manifestations se tiennent actuellement en Europe pendant la semaine du 10 au 17 octobre 2009. En France, la Tour Montparnasse, à Paris, a été pour l'occasion transformée en télescope à muons. Ces particules, qui nous traversent en permanence, sont des cousines de l'électron, plus lourdes que lui. Les muons sont instables et se désintègrent en un électron et un neutrino. Ils proviennent eux-mêmes des mésons pi créés par le choc des rayons cosmiques avec les noyaux de l'atmosphère.

Un détecteur au sommet de la Tour enregistre leur présence et déclenche l'émission d'un rayon laser entre son sommet et l'Observatoire de Paris, rendant palpable ce monde de particules qui nous entoure en permanence.

Ce n'est pas tout. Différentes conférences et animations se tiennent tous les jours à l'intérieur de la Tour comme l'exposition Du ciel à l'espace, retraçant un siècle de découvertes sur les rayons cosmiques.

On retiendra en particulier un Bar des Sciences le vendredi 16 octobre, animé par Marie-Odile Monchicourt, et la conférence du samedi 17 octobre avec à 18 heures, le prix Nobel Jim Cronin qui présentera en vidéoconférence depuis Chicago sa vision de l'histoire des rayons cosmiques.

Pour tous les détails de ce programme, les horaires et les lieux exacts, on pourra consulter les liens suivants :

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