Rayons cosmique plus rapid que c ?

[invite30696310]

Bonsoir les amis !

Aujourd'hui en lisant: " Astronomie Astrophysique - Introduction " des éditions Dunod, j'ai remarqué, un passage en contradiction avec mes acquis jusqu'à présent j'ai un peu réfléchis... mais non aucune révélation..

Au fait dans le passage, ils disait que les photon classique (visible) mettaient 8mn pour faire les 150.000.000km séparant la terre et le soleil, mais les rayons cosmiques, eux mettaient beaucoup moins de temps... je n'ai plus le chiffre sous la main mais ça m'avait beaucoup perturbé sur le coup.

J'ai toujours pensé que les photons étaient les particules les plus "rapides" de l'univers... est-ce une erreur(sa m'étonnerai pour un livre de ce niveau là) ? ou alors une notion que n'ai pas acquis.

En tout cas je compte sur vous, pour apporter La lumière a ma torche afin de mieux m y retrouver...


Merci !
-----

[erik]

mais les rayons cosmiques, eux mettaient beaucoup moins de temps... je n'ai plus le chiffre sous la main mais ça m'avait beaucoup perturbé sur le coup.

Je pense que tu as mal lu, cela vaudrait le coup que tu retrouves le passage en question.

[invite30696310]

Je pense que tu as mal lu, cela vaudrait le coup que tu retrouves le passage en question.

C'est une possibilité.. Mais quelle est la vitesse de ces particules ?

[erik]

Les rayons cosmiques sont constitués de particule massive (donc ayant une vitesse inférieure que celle de la lumière) : http://fr.wikipedia.org/wiki/Rayon_cosmique

[A voir en vidéo sur Futura]

[david_champo]

Bonsoir,

En fait je crois qu'il y a plusieurs types de particules qui correspondent au rayonnement cosmique. Et peut-être que c'est des muons qu'on vous parle. On voit trainer sur des sites ou parfois même sur wikipédia que grâce à la dilatation temporelle de prévue par la relativité restreinte, les muons créés en haute atmosphère vont plus vite que la lumière, ce qui m'étonne fort. Mais bon, je maitrise pas le sujet, peut-être d'autres personnes pourront donner plus de précisions.

A +

[Gilgamesh]

Bonsoir,

En fait je crois qu'il y a plusieurs types de particules qui correspondent au rayonnement cosmique. Et peut-être que c'est des muons qu'on vous parle. On voit trainer sur des sites ou parfois même sur wikipédia que grâce à la dilatation temporelle de prévue par la relativité restreinte, les muons créés en haute atmosphère vont plus vite que la lumière, ce qui m'étonne fort. Mais bon, je maitrise pas le sujet, peut-être d'autres personnes pourront donner plus de précisions.

A +

Ce qui voyage dans l'espace, ce sont essentiellement des protons et des noyau alpha, cad des particules stables. En frappant la haute atmosphère (vers 80 km d'altitude) ces particules primaires produisent des gerbes de particules secondaires, dont un grand nombre de muons.

Le muon pèse une centaine de MeV et sa demi-vie de l'ordre est de 2,2 µs (ce qui est très honorable pour une particule instable). Comme ils sont produits par des particules de hautes à très hautes énergie, il vont à quasi-c. Toutefois, en 2,2 µs, à quasi c on ne parcoure guère que 660 m... Or, on en détecte un flux appréciable au sol. L'explication est que le temps propres d'une particule relativiste peut être fortement allongé, proportionnelement à (1-v²/c²)^1/2 : son horloge interne tourne moins vite dans le référentiel de l'observateur et elle a le temps de traverser l'atmosphère pour parvenir jusqu'aux détecteurs.

a+

[invitebd2b1648]

Et l'effet Cerenkov atmosphérique ???

[david_champo]

Bonsoir Gilgamesh,

Le muon pèse une centaine de MeV et sa demi-vie de l'ordre est de 2,2 µs (ce qui est très honorable pour une particule instable). Comme ils sont produits par des particules de hautes à très hautes énergie, il vont à quasi-c. Toutefois, en 2,2 µs, à quasi c on ne parcoure guère que 660 m... Or, on en détecte un flux appréciable au sol. L'explication est que le temps propres d'une particule relativiste peut être fortement allongé, proportionnelement à (1-v²/c²)^1/2 : son horloge interne tourne moins vite dans le référentiel de l'observateur et elle a le temps de traverser l'atmosphère pour parvenir jusqu'aux détecteurs.

Est ce que ces muons interagissent fortement avec la matière ? (Je pense aux interactions qu'il peut y avoir entre les neutrons accélérés avec les semiconducteurs qui peuvent poser des problèmes de fiabilité dans les composants). Avec quels types de détecteurs mesure-t-on leur flux ?

A +

[Gilgamesh]

Bonsoir Gilgamesh,



Est ce que ces muons interagissent fortement avec la matière ? (Je pense aux interactions qu'il peut y avoir entre les neutrons accélérés avec les semiconducteurs qui peuvent poser des problèmes de fiabilité dans les composants). Avec quels types de détecteurs mesure-t-on leur flux ?

A +

Oui, les muons sont des genre d'électrons lourds, des particules chargées (+ ou -), donc très ionisantes.

Le flux au sol n'est pas négligeable : ~10² muons.m^-2.s^-1, pour E>1GeV, et c'est essentiellement d'eux qu'il s'agit quand on parle de sensibilité des composants électroniques aux rayonnements ionisants naturels.

Pour les détecteurs, y'a un peu de tout... Avec une particule ionisante on n'a que l'embarra du choix, c'est surtout fonction du spectre d'énergie que l'on cherche à couvrir : compteur Geiger–Müller, chambre à étincelle, scintillateurs...

Pas trouvé de page en français, mais tu as même un schéma pour t'en fabriquer un si tu veux
http://www.radio-assa.org.au/book/export/html/66

a+

[david_champo]

Re

Pas trouvé de page en français, mais tu as même un schéma pour t'en fabriquer un si tu veux
http://www.radio-assa.org.au/book/export/html/66

Terrible !!! Merci beaucoup .

Et sinon, est ce que certains secteurs de l'industrie électronique sont confrontés au problème ? Dans le spatial, je sais qu'ils étudient les problèmes de radiations pour déterminer la durée de vie des composants (transistors) sur les satellites qui sont soumis à des flux de neutrons et protons. En gros ils étudient la dérive des composants, blindent les parties sensibles avec des feuilles d'alu. On fait pareil pour les muons ? Ou l'effet est somme toute négligeable ?

[Gilgamesh]

Je ne suis pas spécialiste en électronique, mais oui, il est évident que le rayonnement cosmique fait partie des contraintes à prendre en compte dans la conception d'un circuit dès lors que tu miniaturises.

Le flux est maximal vers 18 km d'altitude, donc la contrainte doit être forte pour l'avionique (flux maximal x exigence de sécurité maximale).

Au sol, ce n'est pas franchement anecdotique, mais y'a pas trop de stat fiables... J'ai trouvé ça mais c'est un peu sur le style journalistico-croustillant :

http://nuxli.wordpress.com/2008/01/0...informatiques/

Automne 2000. Sun Microsystems, géant de l’informatique, rapelle en urgence un millier de serveurs défaillants. Les ingénieurs tardent à identifier la cause du problème et les articles se multiplient dans la presse. Le géant vascille, mais on trouve finalement le coupable : les rayons cosmiques.
Printemps 2003. Dans la ville de Schaerbeek (Belgique), le dépouillement du vote électronique des élections législatives est stupéfiant : un candidat a obtenu 4096 voix de plus que le nombre de votes exprimés pour sa liste ! Après analyse, les experts pointent « une inversion spontanée et aléatoire de la treizième position binaire du compteur ». Sans doute provoquée par le passage d’un rayon cosmique.
Printemps 2007. Eetimes, journal de référence en électronique, publie une information confidentielle de Microsoft : l’analyse des fameux « rapports d’erreurs » de Windows, sur quatre années, montre que 10% des crashes du système sont provoqués par l’inversion intempestive d’un bit de mémoire.

L'électronique embarquée dans les satellites reçoit le flux primaire (proton, particule alpha, plus qq noyaux lourds), plus énergétique mais qui ne comprend ni neutron (qui est instable à l'état libre, de demi vie 1/4 d'heure), ni muons.

[doul11]

bonsoir,

Au sol, ce n'est pas franchement anecdotique,

en sous-sol non plus, a une profondeur moyenne de 100m on pourrai croire le LHC a l'abri de tout parasites, en bien non :

"Aux données de physique issues de collisions du faisceau s'ajoutent les données produites par les rayonnements cosmiques (utilisées pour tester les détecteurs avant que le LHC ne fonctionne)"

http://fr.wikipedia.org/wiki/Large_H...matique_du_LHC

c'est fou !

sur les rayons comiques il y a ce site : http://www.cosmicrays.org/

[david_champo]

Re,

C'est dingue... et il me semble qu'on en parle pas si souvent que ça au vue des difficultés techniques que ça doit engendrer !

Quand une fonction est essentielle, elle est systématiquement triplée. On n’hésite pas non plus, si ça n’alourdit pas trop la sonde, à blinder les circuits les plus précieux par des feuilles d’aluminium ou de plomb. Le nec plus ultra, plébiscité par les militaires, étant d’utiliser une électronique « durcie », c’est à dire spécialement conçue pour résister aux radiations.

Source : http://nuxli.wordpress.com/2008/01/0...informatiques/

... Quand ils parlent de composants durcis, j'ai du mal à les suivre. On a appris en cours de fiabilité des composants que la méthode européenne, c'était de faire passer des tests aux composants et que les composants durcies étaient réservés aux américains. Avez-vous quand même une idée de comment on fait pour avoir des transistors "durcis" ?

[invite30696310]

Bonsoir,

En fait je crois qu'il y a plusieurs types de particules qui correspondent au rayonnement cosmique. Et peut-être que c'est des muons qu'on vous parle. On voit trainer sur des sites ou parfois même sur wikipédia que grâce à la dilatation temporelle de prévue par la relativité restreinte, les muons créés en haute atmosphère vont plus vite que la lumière, ce qui m'étonne fort. Mais bon, je maitrise pas le sujet, peut-être d'autres personnes pourront donner plus de précisions.

A +

Oui j'avais penser à la dilatation temporelle, mais pourquoi elle s'appliquerait aux muons et pas autres particules ?? Elle s'applique en théorique a tout corps ayant une vistesse v, que se soit un velo, une chenille, une trou noir ou un F18...

[invite8cc8b94d]

Oui j'avais penser à la dilatation temporelle, mais pourquoi elle s'appliquerait aux muons et pas autres particules ?? Elle s'applique en théorique a tout corps ayant une vistesse v, que se soit un velo, une chenille, une trou noir ou un F18...

Elle s'applique a tout ce qui est en mouvement, aussi bien à un F18, à un muon que à toi qui fait ton jogging le matin.
L'effet est juste plus perceptible lorsque qu'on a une vitesse proche de c.
c'est le fameux gamma : 1/((1-v²/c²)^1/2)

[Gilgamesh]

Quand ils parlent de composants durcis, j'ai du mal à les suivre. On a appris en cours de fiabilité des composants que la méthode européenne, c'était de faire passer des tests aux composants et que les composants durcies étaient réservés aux américains. Avez-vous quand même une idée de comment on fait pour avoir des transistors "durcis" ?

Un petit topo qui explique bien le contexte et les différents type de durcissement (durcissement électromagnétique != durcissement aux radiations ionisantes).

Tenue des circuits aux radiations ionisantes

Historiquement, le durcissement nucléaire s’est développé sous l’impulsion de la menace nucléaire ; dissuasion stratégique, guerre froide, équilibre de la terreur... La conquête spatiale et le développement des satellites ont également contribué au besoin en électronique « durcie » ou « rad tolérante » avec ses spécifications propres. Aujourd’hui, le besoin évolue et de nouveaux environnements apparaissent ; ils sont associés à la physique des particules, au nucléaire civil et à l’avionique. Demain, d’autres perspectives s’ouvriront, comme la radiothérapie (protonthérapie, neutronthérapie, thérapie par ions lourds...) ou la fusion thermonucléaire contrôlée. Il y a donc multiplication et évolution des environnements radiatifs à considérer. Par ailleurs, l’emploi de l’électronique dans les équipements et systèmes se généralise, ce qui s’explique par la diminution des coûts, l’augmentation de la fiabilité et l’augmentation des fonctionnalités offertes. Cette omniprésence de l’électronique a pour conséquence une forte augmentation du volume de production (les composants militaires, spatiaux et, a fortiori, durcis, qui représentent moins de 0,25 % du marché, deviennent marginaux) et une forte augmentation de l’intégration. Le concepteur est donc amené à choisir des composants « civils » très intégrés, qui peuvent être très sensibles aux radiations. Il est impossible de décorréler les aspects environnement des aspects évolution de la microélectronique. Deux cas illustrent bien ce propos. Le premier est celui de l’espace. L’utilisation de dispositifs électromécaniques, de tubes ou de composants électroniques discrets rendait la préoccupation radiative presque marginale. Elle devient maintenant essentielle avec l’utilisation de composants sophistiqués (mémoires, microprocesseurs, ASICs...). Ainsi, la prise en compte des effets des ions lourds, inexistante en 1980, est devenue prépondérante en 1998. Dans le même ordre d’idées, les effets singuliers dus aux protons sont apparus au début des années 90 et prennent maintenant une place importante. Le second exemple est celui des mémoires, qui illustre la multiplication des environnements à considérer. La conception des dernières mémoires DRAM 64 Mbit a dû être effectuée en prenant en compte le phénomène d’upset induit par interaction de la composante au sol des ions lourds du rayonnement cosmique !

On notera une grande différence d’approche entre le durcissement électromagnétique (et particulièrement la compatibilité électromagnétique) et le durcissement des circuits aux radiations ionisantes. Cela tient au fait que dans le premier cas la source de perturbation est un champ électromagnétique que l’on peut écranter, soit directement par des techniques de blindage électromagnétique, soit indirectement en disposant de protections filaires dont l’objet est de réduire les surtensions et/ou les surcourants, arrivant sur les composants électroniques. Dans le second cas, les rayonnements à considérer sont la plupart du temps pénétrants (rayons X et γ , neutrons et protons, ions lourds...) de sorte que la technique de blindage est rarement efficace. Il faut donc considérer le problème à sa base, c’est-à-dire prendre en compte l’interaction entre le rayonnement et le composant.

On peut alors chercher à réduire le volume sensible (cas des technologies durcies ou « immunes ») ou à rendre supportables (« encaisser ») les dérives par conception ou, encore, à corriger les défaillances au niveau circuit ou système.

[david_champo]

Merci pour toutes ces infos Gilgamesh.

A +