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http://www-subatech.in2p3.fr L’encart « Qu’est-ce qu’une onde électromagnétique » provient des supports de la conférence « Nepal » de l’IN2P3 : « Les rayons cosmiques », élaborée par M. Boratav CODALEMA - Cosmic ray Detection Array with Logarithmic ElectroMagnetic Antennas antennes à l’écoute des rayons cosmiq Rappel ! les rayons cosmiques les plus énergétiques pénètrent dans l’atmosphère terrestre : Ils y provoquent une réaction en chaîne appelée « gerbe atmosphérique », constituée de milliards de particules chargées. Or, dès lors qu’une charge électrique est en mouvement, elle crée une onde électromagnétique… qu’on doit pouvoir détecter avec les antennes appropriées ! Une gerbe de 10 19 eV 12 km de haut, 10 km 2 de surface au sol, 100 milliards de particules secondaires Une nouvelle méthode 5 km 12 km Détection du champ électrique en radio Les charges contenues dans la gerbe de particules secondaires génèrent une impulsion de champ électrique très brève (10 à 500 nanosecondes) mesurable par des antennes radio décamétriques au sol Simulation de la tension attendue sur une antenne au passage d’une gerbe Reconstructed trajectory of airplanes nord sud transit time in the sky 2mn L’analyse des temps d’arrivée des signaux sur les antennes permet de reconstruire la direction d’arrivée de l’onde sur l’instrument. On peut ainsi placer un point sur la carte du ciel pour chaque événement enregistré, que ce soit une particule ou, comme sur la figure ci-contre, un objet volant non identifié… Qu’est-ce qu’une onde électromagnétique ? Visible : télescopes (astronomie optique) Ondes radio : radio- télescopes Tout phénomène cosmique violent est source d’ondes électromagnétiques détectables. TV FM AM Dès lors qu’une charge électrique est en mouvement, elle crée une onde électromagnétique Signaux des scintilla teurs Signaux des antennes Des signaux bruts où l’on ne voit « rien »… … aux signaux traités où l’impulsion apparaît ! A l’image d’une vague déferlant sur la plage, lorsqu’une onde radio arrive sur les antennes de CODALEMA, elle ne les touche pas toutes en même temps. Ceci dépend bien entendu de sa direction. Par exemple, si une gerbe cosmique tombe à proximité du champ d’antennes l’onde, venant du côté de la gerbe, sera plus horizontale que pour les gerbes arrivant verticalement sur l’instrument Les antennes du radiotélescope décamétrique (DAM) En couplant la détection des particules chargées au sol et le signal recueilli par les antennes du réseau décamétrique de Nançay (DAM), CODALEMA permet d’obtenir des informations supplémentaires pour décrire la gerbe cosmique et remonter à la nature et l’origine de la particule primaire. Configuration prévue de CODALEMA. Aux 4 antennes des coins du réseau décamétrique vont être adjointes 7 autres antennes (2 sont déjà installées). Les détecteurs de particules sont des scintillateurs en plastique de 2.3 m2 chacun, couplés à des photomultiplicateurs et placés dans des cabanes. Un traitement informatique important est nécessaire pour exploiter les données. Qu’est-ce que CODALEMA ? N E S O antenne install ée scintillateur antenne prévue DAM 87 m 608 m 130 m
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http://www-subatech.in2p3.fr
L’encart « Qu’est-ce qu’une onde électromagnétique » provient des supports de la conférence « Nepal » de l’IN2P3 : « Les rayons cosmiques », élaborée par M. Boratav
CODALEMA - Cosmic ray Detection Array with Logarithmic ElectroMagnetic AntennasCODALEMA - Cosmic ray Detection Array with Logarithmic ElectroMagnetic Antennas
Des antennes à l’écoute des rayons cosmiquesDes antennes à l’écoute des rayons cosmiques
Rappel ! les rayons cosmiques les plus énergétiques pénètrent dans l’atmosphère terrestre : Ils y provoquent une réaction en chaîne appelée « gerbe atmosphérique », constituée de milliards de particules chargées.
Or, dès lors qu’une charge électrique est en mouvement, elle crée une onde électromagnétique… qu’on doit pouvoir détecter avec les antennes appropriées !
Une gerbe de 1019 eV12 km de haut, 10 km2 de surface au
sol,100 milliards de particules
secondaires
Une nouvelle méthode
5 km
12 km
Détection du champ
électrique en radio
Les charges contenues dans la gerbe de
particules secondaires génèrent une impulsion
de champ électrique très brève (10 à 500
nanosecondes) mesurable par des
antennes radio décamétriques au sol
Simulation de la tension attendue sur une
antenne au passage d’une gerbe
Reconstructed trajectory of airplanes
nordsud
transit time in the sky 2mn
L’analyse des temps d’arrivée des signaux sur les antennes permet de reconstruire la direction d’arrivée de l’onde sur l’instrument. On peut ainsi placer un point sur la carte du ciel pour chaque événement enregistré, que ce soit une particule ou, comme sur la figure ci-contre, un objet volant non identifié…
Qu’est-ce qu’une onde
électromagnétique ? Visible : télescopes (astronomie optique)
Ondes radio : radio-télescopes
Tout phénomène cosmique violent est source d’ondes
électromagnétiques détectables.
TVFM
AM
Dès lors qu’une charge électrique est en
mouvement, elle crée une onde électromagnétique
Signaux des scintillateurs
Signaux des antennes
Des signaux bruts où l’on ne voit « rien »… … aux signaux traités où l’impulsion apparaît !
A l’image d’une vague déferlant sur la plage, lorsqu’une onde radio arrive sur les antennes de CODALEMA, elle ne les touche pas toutes en même temps. Ceci dépend bien entendu de sa direction. Par exemple, si une gerbe cosmique tombe à proximité du champ d’antennes l’onde, venant du côté de la gerbe, sera plus horizontale que pour les gerbes arrivant verticalement sur l’instrument
Les antennes du radiotélescope décamétrique (DAM)
En couplant la détection des particules chargées au sol et le signal recueilli par les antennes du réseau décamétrique de Nançay (DAM), CODALEMA permet d’obtenir des informations supplémentaires pour décrire la gerbe cosmique et remonter à la nature et l’origine de la particule primaire.
Configuration prévue de CODALEMA. Aux 4 antennes des coins du réseau décamétrique vont être adjointes 7 autres antennes (2 sont déjà installées). Les détecteurs de particules sont des
scintillateurs en plastique de 2.3 m2 chacun, couplés à des photomultiplicateurs et placés dans des cabanes. Un traitement informatique important est nécessaire pour exploiter les données.
Qu’est-ce que CODALEMA ?
N
E
S
O
antenne installée
scintillateur
antenne prévue
DAM
87 m
608 m
130 m
