Particules Cosmiques

[inviteaf6d76c9]

Bonsoir à toutes et tous,
Je suis actuellement en 1ere S. Des scientifiques nous ont prêtés un détecteur de particules cosmiques et je voulais avoir quelques informations sur le détecteur et ces particules venues de l'univers.
Merci d'avance. =)

[KLOUG]

Bonsoir

Il existe de multiples rayonnements qui viennent de l'espace :
rayonnements X, gamma, neutrons, particules lourdes, etc...
Les spécialistes des étoiles en parleront mieux que moi.
Le détcteur est peut être une chambre à brouillard où l'on voit les traces des interactions des rayonnemnts qui nous entourent.
La radioactivité est bien naturelle.

Bonne soirée
KLOUG

[invite6dffde4c]

Bonjour Kloug.
Peut-être que des scientifiques on été particulièrement généreux et leur ont prêté une chambre à étincelles (je ne le crois pas).
Je pense que c'est le seul dispositif qui ne détecte que les particules de très haute énergie qui sont presque en totalité venues de loin.

Peut-être que Vicoco pourrait nous donner le nom, ou au moins nous décrire l'appareil et ce que l'on voit.

Très cordialement,

[inviteaf6d76c9]

Bonjour,

J'ai trouvé un site qui explique le projet :

Cliquez ici

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Il est vrai que la description du fonctionnement de la manip dans le lien que vous donnez est un peu succincte. On insiste plus sur le branchement des fils et le fonctionnement du soft que sur la physique de la manip.

Ça commence par un détecteur avec un solide dans lequel les particules produisent un flash de lumière en le traversant. La nature du solide est diverse, mais souvent c'est du NaI avec un dopant (thallium) pour renforcer la transformation en lumière.
Ce flash de lumière est très faible et pour créer un signal important, on le couple à un PM (un photomultiplicateur). C'est ce PM qui sort un signal correspondant au flash.

Mais ce dispositif est sensible à toutes les particules et même aux rayons X ou gamma. Il est donc sensible à tous les rayonnements.

L'idée de la manip est de mettre deux dispositifs proches et de détecter des particules qui auront crée de signaux en passant par les deux détecteurs. Et pour avoir une chance que ce soit la même particule, on détecte des "coïncidences", c'est à dire, deux signaux qui ont lieu presque simultanément. Ici on ne prend que des signaux produits dans une même fenêtre de 100 ns.

Vous pouvez lire d'autres détails dans le lien donné: http://sciencesalecole.obspm.fr/SaE/...eda/fiche1.doc

@KLOUG: Bonjour. Je me demande ce que des élèves qui n'ont pas eu de formation concernant ces sujets peuvent tirer de ce type de manip. Ce n'est qu'une "boite noire" qui donne des résultats et on leur dit "voila: ce sont des particules cosmiques".
Cordialement,

[KLOUG]

Bonsoir LPFR
Tout à fait d'accord avec toi.
Je ne sais pas ce qu'en pense les enseignants mais je serai curieux d'avoir un avis.
A bientôt
KLOUG

[Skippy le Grand Gourou]

Je vous trouve très sévères. La plupart des TPs sont de toute façon des boîtes noires qui donnent des résultats. Tirer un enseignement d'un TP de physique de lycée, c'est rare. Le but est en général de trouver les résultats attendus par le prof, quitte à bouger un peu les données, et hop on efface la mémoire. Quelle que soit la manière dont c'est fait, toute expérience venant d'un intervenant extérieur au milieu scolaire, en l'occurrence ici des chercheurs, est perçue de manière bien plus efficace par les élèves.

Pour ce qui est de l'enseignement, ici, d'une part il semble qu'un chercheur est présent pour présenter l'expérience, donc les élèves peuvent lui poser les questions qu'ils veulent. D'autre part je suis persuadé que l'extrême majorité des élèves ne sait même pas que ce genre de particules existent, le fait de l'apprendre est déjà beaucoup (et ça ouvre la possibilité d'enchaîner sur le LHC et de désamorcer les éventuelles craintes concernant les micro-trous noirs…). C'est également une chance de pouvoir leur présenter le métier de chercheur.

Bref, personnellement je ne vois que des avantages à ce genre d'initiatives, qui n'est pas sans rappeler «*la main à la pâte*», et qui à mon avis a le mérite d'exciter la curiosité. Et si c'est son seul mérite, c'est déjà énorme.

[KLOUG]

Bonsoir

Et bien voila ! C'est effectivement un point de vue intéressant.
Si cela amène des élèves vers les disciplines scientifiques ce n'est déjà pas si mal, mais...
Je me permets de rester encore perplexe.

Bonne soirée
KLOUG

[invitebaef3cae]

Je partage la perplexité de KLOUG. A titre personnel, lorsque je fait manipuler des élèves, même si ces derniers ont un petit niveau (nous sommes pas au lycée, mais dans un CFA) il est vrai qu'on prépare les TP pour que ça marche, mais en sciences expérimentales rien n'est jamais certain, et lorsque celà ne marche pas bien, il faut aussi dire que c'est normal, parfois avec une explication accessible aux élèves et parfois sans pouvoir expliquer pourquoi.

Néanmoins permettez moi de remarquer que les objectifs des manips ne sont pas toujours très clairs ou pertinents par rapport à ce qu'on attend des élèves

amicalement

[KLOUG]

Bonsoir Pepejy
Et merci pour ton avis
KLOUG

[invitebaef3cae]

bonsoir à toi aussi KLOUG,
mais de rien...
Je vois que tu as de quoi être sollicité ce soir

[invite6d262d29]

Bonjours à tous.
Je suis dans la classe de vicococo et je peux vous dire que que nous ferons ne sera que de l'analyse de résultat.
Aussi, ce projet n'est pas dans le cadre d'une étude en classe mais d'un atelier scientifique, et nous en avons fait à quatre un sujet de TPE.
Ils serait sympathique à vous de répondre simplement à la question en cessant de critiquer le fait que nous ne soyons qu'au lycée, car, si je ne m'abuse, ce n'était pas le sujet de la question d'origine.
Merci de vos renseignement et de bien vouloir accéder à ma requête et aurevoir...

[Skippy le Grand Gourou]

Ils serait sympathique à vous de répondre simplement à la question en cessant de critiquer le fait que nous ne soyons qu'au lycée, car, si je ne m'abuse, ce n'était pas le sujet de la question d'origine.

Personne n'a critiqué le fait que vous ne soyez qu'au lycée, je crois pouvoir affirmer sans me tromper que tous ceux qui ont répondu sont passés par là…

En revanche, certains se sont interrogés sur la pertinence de cette expérience, et bien que personnellement ses bienfaits me semblent évidents (sans vouloir être désagréable, peut-être le temps où ils étaient lycéens est trop loin…), cette question est tout à fait à sa place.

On a peut-être été succint sur les réponses à la question initiale, effectivement, mais faut dire qu'elle est assez vague…

Merci de vos renseignement et de bien vouloir accéder à ma requête et aurevoir...

Et quelle est ta quête, jeune padawan*? D'après la photo, le détecteur semble constitué de deux scintillateurs. Ils doivent être reliés à un photomultiplicateur, qui va détecter la lumière provoquée par le passage des particules dans le scintillateur, et sont recouverts généralement de scotch noir pour éviter que la lumière extérieure n'y pénètre. On en utilise deux, pour pouvoir éliminer le bruit de fond éventuel mais surtout pour déterminer la direction de la particule incidente.

En ce qui concerne les particules que vous allez détecter, vous ne verrez à peu près que des muons. Le soleil et un certain nombre d'objets astrophysiques galactiques et extragalactiques émettent des particules, qu'on appelle rayons cosmiques. On les connaît pas encore trop bien, sauf à basse énergie, mais il s'agit principalement de protons, de noyaux atomiques, d'électrons et de positons, avec également quelques photons, et probablement des neutrinos. Bref, à peu près tout. Mais surtout des protons. Toutes (façon de parler…) ces particules interagissent avec l'atmosphère, et créent ainsi des cascades de particules avec moins d'énergie, qu'on appelle «*gerbes électromagnétiques*» (les cascades, pas les particules…). Ces particules, à leur tour, interagissent, etc. Au final, au sol il reste principalement des muons et des neutrinos, parce qu'ils interagissent moins que les autres types de particules. Mais les neutrinos vous les verrez pas, justement pour cette raison…

Donc vous allez voir des muons, CQFD. Avec un peu de chance on vous fera calculer la durée de vie du muon, c'est le genre de manip qui peut servir à ça.

Les chambres à brouillard sont fabriquées par nous-même en classe.

C'est génial.

Je suis pas un spécialiste des chambres à brouillard, a priori on peut voir plein de choses avec et notamment la trajectoire des particules, mais encore une fois je pense que vous ne verrez que des muons. À moins qu'ils vous filent une source radioactive, peut-être, et que la roue machin vous serve juste à mesurer le bruit de fond*?

[invite6d262d29]

@KLOUG: Bonjour. Je me demande ce que des élèves qui n'ont pas eu de formation concernant ces sujets peuvent tirer de ce type de manip. Ce n'est qu'une "boite noire" qui donne des résultats et on leur dit "voila: ce sont des particules cosmiques".
Cordialement,

Notre roue cosmique ne mesure que les muons.

[invite6d262d29]

Bonsoir

Il existe de multiples rayonnements qui viennent de l'espace :
rayonnements X, gamma, neutrons, particules lourdes, etc...
Les spécialistes des étoiles en parleront mieux que moi.
Le détcteur est peut être une chambre à brouillard où l'on voit les traces des interactions des rayonnemnts qui nous entourent.
La radioactivité est bien naturelle.

Bonne soirée
KLOUG

Les chambres à brouillard sont fabriquées par nous-même en classe.
La roue cosmique, elle, nous est prêtée parmi les 7 distribués en France.

[KLOUG]

Bonsoir

Ce qui fait qu'en ayant vu "muon" (Internet vous permet d'avoir facilement accès à ces informations, la preuve nous a d'ailleurs été donnée par Vicococo) vous avez pu constater qu'il y a de nombreuses particules cosmiques existantes. Vous avez également pu déterminer quelles sont les sources de ces particules.

Tout cela pour dépasser le simple cadre du détecteur et de l'observation. C'était probablement le but du prêt de ce matériel.

Bonne continuation
KLOUG