Des rayons cosmiques dans la pampa

Avec 1 650 cuves (comme celle-ci) et 24 télescopes à fluorescence répartis sur 3 000 km² de pampa argentine, l’observatoire Pierre Auger est le plus grand détecteur de rayons cosmiques au monde.

Son objectif est de déterminer l’origine des particules les plus énergétiques qui bombardent l’atmopshère. Les noyaux actifs de galaxie (ici au centre de Centaurus A) sont les objets astrophysiques parmi les plus lumineux connus, ils pourraient être à la source de ces rayonnements.

Quatre bâtiments abritent chacun six télescopes à fluorescence qui observent la cascade de particules, « les gerbes atmosphériques », générées par la collision des rayons cosmiques avec l’atmosphère.

Les grands miroirs de ces télescopes concentrent la lumière émise par une gerbe et la renvoient sur une caméra composée de tubes photomultiplicateurs comptant les photons émis.

Sur le toit de ces bâtiments sont installés plusieurs instruments servant à contrôler l’atmosphère et les conditions de prise de données des télescopes.

Toutes les données recueillies par les cuves et les télescopes sont transmises par ondes radio à la salle d’acquisition du centre de Malargüe.

Le centre de Malargüe permet de stocker les données collectées, de réunir les chercheurs mais aussi de préparer les nouveaux instruments.

Deux fois par an, entre 100 et 200 scientifiques de 18 nationalités différentes se réunissent à Malargüe pour échanger sur leurs avancées et améliorer les différents instruments de l’observatoire.

Un chercheur travaille ici sur un prototype de cuve. Aujourd’hui, une cuve contient 12 m³ d’eau pure. Les particules des gerbes atmosphériques qui la traversent sont repérées grâce à des détecteurs de lumière.

Dans ce prototype, l’eau serait cette fois partagée en deux couches superposées, chacune détectant différents types de particules. Ce système permet d’obtenir des mesures plus complètes des gerbes.

De nouvelles antennes vont également être installées et testées sur des cuves. Le matériel est au préalable préparé dans le hall d’assemblage de l’observatoire.

En déplacement dans la pampa, l’équipe installe sur une cuve une antenne dite papillon pour capter les émissions radio des particules générées par les gerbes atmosphériques.

Pendant que Romain Gaïor, doctorant (à gauche), règle le signal radio recueilli par l’antenne papillon, Antoine Letessier-Selvon contrôle l'oscilloscope.

Cette cuve est équipée d’un prototype d’antenne micro-onde (en forme de champignon, au sommet de l’antenne). Les chercheurs espèrent que ces antennes possèderont un rayon de détection plus important. Elles seraient alors une alternative aux antennes papillon.