Projet DEMOS : Approximation de l'Energie d'un Rayon Cosmique

[invitea7539333]

Bonjour, je suis en L1 Physique Chimie à Luminy (Marseille) et j'ai pris comme projet DEMOS les Rayons Cosmiques.
Comme sujet de présentation j'ai choisi de déterminer l'énergie initiale d'un rayon cosmique (juste avant de rentrer dans l'atmosphère et de "gerber"^^).
(L'autre sujet était de trouver l'épaisseur en béton d'un bâtiment en utilisant les rayons cosmiques).

Bref, nous avons (car nous sommes 2, mais l'enseignant chercheur surtout, car les mesures sont très longues) placés 2 détecteurs (roues cosmiques) visant la verticale et séparés d'une distance D. Lorsque les 2 capteurs comptent en même temps le Compteur rajoute 1.

Au final au bout d'un certain Temps t on obtient un nombre de coïncidences (ce qui signifie donc que les particules ayant traversés les 2 détecteurs proviennent très probablement de la même particule initiale (on suppose aussi que ce sont des muons).

Ensuite en augmentant D on diminue le taux de comptage, et inversement.

Après plusieurs mesures (50cm / 100cm etc...) nous avons obtenus une courbe (Nb de Particules/heures) en fonction de la distance D.

Et le problème vient ensuite :

--> Nous n'arrivons pas à trouver comment déterminer approximativement le nombre de particules touchant le sol et issues du même rayon cosmique.

Pour l’énergie nous ferons une approximation en disant que l’énergie perdue en traversant une fine plaque de plomb posée au dessus du détecteur correspond au minimum à l'énergie d'un rayon cosmique.

Donc on sait que : Einitial = E*Nb de particules.

Voila, donc la courbe est une exponentielle décroissante, mais on ne voit vraiment pas comment bidouiller (ou quoi que ce soit) pour trouver ce nombre.

Notre projet est une présentation à faire pour le 21.

Merci d'avance, Riyujin26.
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[invitecaafce96]

Bonjour,
A mon avis, vu la vie mouvementée de 2 muons issus du même rayon cosmique , seul un calcul statistique sur un modèle physique peut ou pourrait répondre à votre question .
Existe t il et quels sont les résultats ????

[invitea7539333]

Les résultats de quoi ?^^

[invitecaafce96]

Les résultats du calcul sur le modèle ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Bonjour.
J'avoue que je ne comprends pas la manip.
Je ne comprends pas votre modèle de gerbe atmosphérique.
Si les coïncidences varient avec des distances de l'ordre de 1 m, cela veut dire que les particules détectées se sont produites à des distances comparables.
Or, une cascade Auger commence n'importe où dans l'atmosphère et non à ras du sol. Et l'étendue horizontale de la gerbe est bien plus grande que quelques mètres.
Je ne vois pas comment cela pourrait déterminer le nombre de particules par m².
Au revoir.

[invitea7539333]

C'est ce que je pensais aussi mais apparemment on peut faire comme ça (disons que je suis un peu dans le noir aussi, un peu beaucoup même).

Autrement comment est-il possible de calculer une densité sans unités à partir de ça ?

"Les résultats du calcul sur le modèle ..."

Je ne vois pas trop ce que vous voulez dire par là. Le modèle ? On n'a encore fait aucun calculs.
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EDIT : En fait ce que je veux c'est juste avoir une piste sur comment trouver un nombre fixe de particules provenant d'une seule en ayant obtenu X particules/heures.
Je ne sais pas trop comment expliquer à autrement (je ne maitrise pas le sujet).

[invitea7539333]

EDIT 2 : Les 2 détecteurs sont placés à la verticale et captent des particules. Si ils détectent en même temps ça signifie que la particule arrive de la verticale dans les 2 cas et que donc il y a une forte proba. qu'elles proviennent de la même source.
(Les particules qui arrivent en biais ne sont pas comptées).

PS : On ne peut pas modifier le message après 5 min je trouve ça dommage^^

[invitecaafce96]

Votre manip est expliquée là :http://www.stanford.edu/~jbarral/Dow...e1-Rapport.pdf
Si les détecteurs sont placés l'un au dessus de l'autre , c'est pour détecter le MÊME muon - si j'ai bien compris .
Cette même référence dit qu'il tombe un muon par seconde sur la surface d'une main .

[invitea7539333]

Non ce n'est pas ça, en fait j'aurai peut être du commencer par là.

Nous avons 4 détecteurs placés comme ceci :

| 1 _ | |2 _ |
| | <----D---->| |
| 3 _ | |4 _ |

Et on trouve les particules qui arrivent en même temps à gauche et à droite à la verticale donc.

[invitea7539333]

Bug de texte : D est entre 1 et 2 ou 3 et 4

[invitecaafce96]

Oui, nous avions rétabli de nous-mêmes ... J'ai beau chercher ,je ne vois vraiment pas ce que peut apporter 2 chaînes de mesures dans cette affaire .

[invitea7539333]

Bon autrement par vos propres moyens comment feriez vous pour trouver le nombre de particules au niveau du sol ?

[invitecaafce96]

Ici, notamment à partir de la page 173 . Je pense que ce sont ce genre de calculs et des expériences soignées qui ont permis d'arriver à 130 muons par m2 .
http://udppc.asso.fr/paris2007/docac...2009102128.pdf