Détecter les rayons cosmiques avec son smartphone !

Un groupe californien de physiciens des astroparticules proposera bientôt une app qui permettra de défier les plus grands observatoires de rayons cosmiques au monde !

Les rayons cosmiques sont des particules chargées (comme des électrons, des protons ou des noyaux atomiques plus lourds) qui heurtent l’atmosphère terrestre après un long voyage dans notre Galaxie, voire même au-delà. Ces particules sont extraites des astres de toutes sortes et atteignent la planète bleue à des énergies qui défient parfois tous les accélérateurs de particules que l’on est en mesure de construire. Certaines d’entre elles ont des énergies cent millions de fois plus grandes que dans le grand accélérateur LHC au CERN! La provenance de ces particules d’énergies extrêmes et la façon dont elles sont accélérées autour de leurs sources est une des grandes questions actuelles...

Pour en percer le mystère, les physiciens des astroparticules ont entrepris d’en mesurer précisément les énergies. Un problème: les plus énergétiques d’entre elles sont très rares! Imaginez plutôt, celles-ci nous atteignent à un taux de l’ordre de une particule par kilomètre carré et par siècle… Bien entendu, pour faire de la science sérieuse, il faut récolter beaucoup de ces rayons cosmiques. Qu’à cela ne tienne, nous avons construit des détecteurs couvrant des surfaces de l’ordre du millier de kilomètres carrés! C’est le cas de l’observatoire Pierre Auger situé dans la Pampa argentine. Il détecte ces rayons cosmiques fous en en récoltant au niveau du sol les particules secondaires créées en altitude. En fait, notre atmosphère nous protège de ces particules qui pourraient être dangereuses pour les organismes. En entrant dans l’atmosphère, elles interagissent et produisent une véritable pluie de particules secondaires, dont certaines -pas toutes- se propagent jusqu’au sol. Quand la particule primaire a vraiment beaucoup d’énergie, la pluie de particules atteignant le sol peut s’étendre sur des kilomètres. C’est cela que les détecteurs de l’Observatoire Pierre Auger recherchent: une ribambelle de particules arrivant simultanément au niveau du sol sur une grande surface. Alors, il n’est pas nécessaire de capter toutes les particules secondaires mais simplement de détecter ces coincidences et un calcul nous donne le nombre total de particules secondaires, nombre qui est relié à l’énergie de la particule primaire, celle qui a traversé toute notre Galaxie avant d'atteindre la Terre.

Quel rapport avec nos smartphones me direz vous? Eh bien il s’avère que les capteurs qui servent à prendre des photos sont sensibles au passage des particules. Un logiciel prenant le contrôle de l’appareil photo est en mesure d’identifier ces événements. Imaginez alors: pendant que vous dormez, votre smartphone détecte une particule, et, après avoir étalonné les données, il les envoie à une unité centrale. Il s’agit de partager la position de l’appareil et l’heure exacte à laquelle l’événement est apparu. Il est ensuite aisé de voir combien de smartphones ont simultanément été touchés, et donc d’estimer l’énergie de la particule primaire. Pour atteindre la sensibilité de l’observatoire Pierre Auger, il faut de l’ordre d’un million de téléphones en alerte organisés en 1000 groupes de 1000 téléphones. Les positions relatives de chacun des groupes de 1000 peuvent être arbitraires et idéalement les 1000 téléphones d’un groupe doivent s’étendre sur une surface de l’ordre du kilomètre carré. Tout cela est certes ambitieux, mais on imagine facilement que les groupes peuvent être des agglomérations, et avec les 1,5 milliards de smartphones en circulation, il suffirait que moins d’un utilisateur sur mille fasse tourner l’application pour que cela fonctionne. Finalement ce détecteur n’est pas moins cher que l’observatoire Pierre Auger, il est simplement collaboratif et profite de ce qui existe déjà. En fait, le détecteur est déjà déployé, il n’y a plus qu’à collecter les données! Pour convaincre tout le monde d’utiliser l’application, les auteurs proposent même de faire signer les articles par toutes les personnes ayant accepté de mettre leur appareil sur le réseau. Je ne sais pas si cela attirera les foules, mais je trouve géniale cette idée d’un détecteur distribué, à la forme mouvante, presque vivant! Nous vous tiendrons au courant de la disponibilité de l’application, et bien sûr nous compterons sur vous pour participer!

Liens utiles :


28 commentaires pour “Détecter les rayons cosmiques avec son smartphone !”

  1. Quark Répondre | Permalink

    Idée intéressante, quelle serait la fiabilité exacte d'un tel projet ? (combien de temps pour obtenir des données suffisantes ? Ne risquerait-il pas d'être parasité par d'autres particules ?)
    Par contre si je puis me permettre une remarque : des espaces pour le texte seraient le bienvenus pour une meilleure mise en page.

    • Pierre Brun Répondre | Permalink

      La comparaison se fait en terme de surface effective, c'est à dire indépendamment du temps qu'il faut pour accumuler les données. Le résultat présenté montre combien de smartphones sont nécessaires pour avoir une surface équivalente à celle de l'observatoire Pierre Auger. Une fois le détecteur déployé, il faut attendre d'accumuler suffisamment de données pour que les résultats soient scientifiquement exploitables. Auger enregistre des données depuis 10 ans environ et les premiers résultats de physique ont du attendre quelques années de prise de données.
      Concernant le "parasitage" par d'autres particules, la clé ici est de rechercher des coincidences, certes les capteurs des téléphones sont en permanence parasités par d'autres particules, mais si dans la même fraction de seconde des milliers de téléphones voient des particules éparpillées sur quelques kilomètres carrés, alors il est extrêmement probable qu'il s'agisse d'une pluie de particules secondaires induite par un rayon cosmique!

  2. Green_fr Répondre | Permalink

    Quand vous parlez de coût du détecteur distribué, avez-vous fait une estimation de la consommation de l'électricté ? Infiniment petite consommation unitaire multipliée par un nombre d'unités infiniment grand peut nous réserver des surprises...

    • Pierre Brun Répondre | Permalink

      En fait, lorsque nous dormons nos smartphones ne se reposent pas, ils continuent de communiquer, par exemple en mettant à jour les applications ou en envoyant des données aux opérateurs et aux constructeurs. Le surplus d'activité d'une telle application serait vraisemblablement négligeable...

  3. newsoftpclab Répondre | Permalink

    Il faudrait qu'on utilise tous cette application sur notre smartphone pour avoir le plus dde données possible.

  4. Antoine Stauder Répondre | Permalink

    Sous l'influence des rayonnements cosmiques la molécule d'AZOTE se transforme en monoxyde de carbone : Les deux noyaux d'azote N 2 ont chacun 7 protons. L'énergie apportée par le rayonnement cosmique fait passer un proton d'un de ces noyaux instables de 7 protons vers l'autre noyau très proche. On a alors un noyau a 6 protons et l'autre à 8 protons autrement dit le Carbone et l'Oxygene. N2 est devenu CO le monoxyde de carbone. Celui-ci devient vite du CO2 en captant un atome d'oxygène de 03 l'ozone, le faisant diminuer. C'est l'effet Kervran. Une importante part du gaz a effet de serre serait ainsi créée en haute atmosphère. Vous pourriez parler de Louis Kervran nominé pour le Prix Nobel en 1970, dans la revue ? J'ai écrit tout un article sur cela et des extraits scannés d'un livre de Kervran à votre disposition. Indiquez une adresse mail où vous pouvez les recevoir. Bien à vous. Antoine Stauder.

  5. clinique tunisie Répondre | Permalink

    très intéressant cet article, je ne savais pas qu'il y a une possibilité de détecté les les rayons cosmiques avec son smartphone!! merci bien pour ton article 🙂

  6. Fares Répondre | Permalink

    Je vous propose de visiter mon site. Tout sur la lipoaspiration en Tunisie.

Publier un commentaire