Hess et les rayons cosmiques

Dans le cadre de l'atelier scientifique de notre établissement, les travaux d'un groupe précédent utilisant le cosmodétecteur prêté par Sciences à l'Ecole, nous a été présenté. Nos prédécesseuses ont tenté de mesurer la profondeurs d'une cave en utilisant les particules cosmiques. Ces particules dont nous n’avions encore jamais entendu parler nous ont intrigués et nous avons voulu en connaître davantage à leur sujet. C’est alors qu’au cours de nos recherches nous sommes tombés sur les écrits de Hess …

En effet, dans les années 1880, des scientifiques qui travaillaient sur le phénomène de la radioactivité (nouveau à l'époque) se rendirent compte que les électroscopes (l'outil de mesure de la radioactivité dont se servaient les scientifiques), une fois chargés, perdaient peu à peu leur charge sans aucune intervention de l'Homme, ni aucune source radioactive proche. Plusieurs expériences ont été faites pour comprendre d'où venait cette décharge. On pensait d'abord à un rayonnement ionisant d'origine Terrestre: des scientifiques essayèrent d'éloigner un électroscope de la surface de la Terre (en montant au sommet de la tour Eiffel par exemple). En 1912 Viktor Hess décida d'entreprendre un vol en montgolfière muni un électroscope pour observer cette décharge à haute altitude. Les résultats furent surprenants: à partir de 1000 mètres, au lieu de ralentir comme il était prévu par les scientifiques, le phénomène s’accélérait. À partir de 5000 m, l'électroscope se déchargeait deux fois plus rapidement ! L'origine des rayonnements était donc extraterrestre… C'était la découverte des rayons cosmiques.

Disposant d’un détecteur pouvant être embarqué dans la nacelle d’un ballon stratosphérique, nous nous sommes alors posés la question suivante : Comment déterminer le flux de particules avec l’altitude. Dans un premier temps, nous avons dû réfléchir aux moyens d’accéder à la fois aux nombre de particules détectées et à l’altitude au cours du temps, pour pouvoir les relier ensuite. Dans un second temps, nous avons lâché le ballon à l’occasion des 10 ans de la fête de la science dans notre établissement avec les élèves de terminale S impliqués dans l’atelier scientifique. A l’aide de données récoltées, nous avons pu voir l’évolution du flux de particules avec l’altitude qui nous a fortement surpris et que nous avons commencé à interpréter.  

gerbes particules

Gerbes cosmiques - CERN

Présentation du projet aux olympiades !

Écrit par M. THIBAULT le . Publié dans Hess et les rayons cosmiques

Dans le cadre des olympiades de physique, le mercredi 7 décembre 2016, au lycée LP2I de Jaunay Clan, 3 élèves de première S, Yann MASINSKI, Louis RAMU et Clément VIOLET ont présenté leur projet "Hess et les particules cosmiques" consistant à répondre à la problématique "Comment mesurer le flux de particules cosmiques en fonction de l'altitude ?".

Ils ont exploité ce dernier mois, les mesures réalisées lors du lâcher de ballon sonde à l'occasion des 10 ans de Vauc'en Sciences  à l'INRA Centre Val de Loire. Félicités pour le travail accompli en si peu de temps, ils ont été invités à se présenter à la sélection des olympiades de physique 2017 à l'issue de l'exploitation totale de leurs travaux ! Travail prochainement en ligne sur le site du lycée ! 

    

           Quelques minutes avant le passage du jury                             Remise des prix