RAYONNEMENT COSMIQUERayons cosmiques

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Génération d'une grande gerbe

Génération d'une grande gerbe
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Aurore polaire

Aurore polaire
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Rapport des abondances des éléments entre R.C.S et M.G.L.

Rapport des abondances des éléments entre R.C.S et M.G.L.
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Flux des protons

Flux des protons
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Les rayons cosmiques sont des noyaux atomiques et des particules élémentaires qui voyagent dans l'espace à des vitesses voisines de celle de la lumière. Certains d'entre eux s'approchent suffisamment de la Terre pour être détectés par des instruments placés dans des satellites en orbite terrestre ou dans des sondes spatiales. D'autres pénètrent dans l'atmosphère terrestre, entrent en collision avec des noyaux d'oxygène ou d'azote, et produisent des générations successives de particules secondaires qui peuvent atteindre le niveau de la mer et parfois s'enfoncer profondément dans le sol (fig. 1). Ces proliférations des rayons cosmiques dans l'atmosphère sont appelées « grandes gerbes ». Les rayons cosmiques sont donc de deux types : primaires et secondaires.

Génération d'une grande gerbe

Génération d'une grande gerbe

Dessin

Génération d'une grande gerbe. Un rayon cosmique primaire rencontre un noyau d'oxygène ou d'azote de l'atmosphère et produit une cascade de particules, appelée grande gerbe. Une fraction des particules qui appartiennent à la composante « dure » atteint le sol et y pénètre profondément.... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les rayons cosmiques primaires sont l'unique échantillon de matière qui nous parvienne d'au-delà du système solaire. Ils sont constitués en grande majorité de noyaux d'atomes, chargés positivement (étant donné leur vitesse élevée, ces noyaux ont perdu leur cortège électronique) ; toutes les espèces chimiques, de l'hydrogène à l'uranium, sont représentées. Seulement 1 p. 100 environ des rayons cosmiques primaires sont des électrons. Les positrons et les antiprotons sont encore plus rares.

La caractéristique la plus spectaculaire des rayons cosmiques primaires est l'énergie énorme qu'ils sont susceptibles de transporter individuellement : un seul noyau – d'hydrogène, par exemple – peut véhiculer jusqu'à quelques centaines de milliards de milliards d'électronvolts, soit quelques dizaines de joules, c'est-à-dire une énergie macroscopique qui suffirait à soulever de plusieurs mètres un volume de l'Encyclopædia Universalis ! Cependant, la majorité des rayons cosmiques primaires qui ont été observés jusqu'alors ont des énergies de quelques milliards d'électronvolts seulement. Ils représentent néanmoins dans l [...]

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Écrit par :

  • : docteur ès sciences, ingénieur physicien à l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers du Commissariat à l'énergie atomique
  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Lydie KOCH-MIRAMOND, Bernard PIRE, « RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons cosmiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 22 mai 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/rayonnement-cosmique-rayons-cosmiques/