Au CERN, des physiciens recréent une gerbe de particules cosmiques en laboratoire pour la première fois
Pour la première fois, des physiciens du CERN ont reproduit en laboratoire une gerbe de particules cosmiques, un phénomène clé de l’astrophysique des hautes énergies. Cette avancée, obtenue grâce au Grand Collisionneur de Hadrons (LHC), révèle des écarts majeurs entre les modèles théoriques et les observations réelles, remettant en cause notre compréhension des interactions entre rayons cosmiques et atmosphères planétaires. Une rupture méthodologique qui pourrait redéfinir les outils de simulation utilisés pour étudier les phénomènes les plus violents de l’Univers.
Quelle innovation expérimentale a permis cette première mesure en laboratoire ?
Les chercheurs de la collaboration ATLAS ont simulé une gerbe de particules cosmiques en faisant entrer en collision des protons avec des noyaux d’oxygène dans le LHC, reproduisant ainsi les conditions d’un rayon cosmique frappant l’atmosphère terrestre. Cette approche directe, sans recourir à des simulations purement numériques, a permis d’observer pour la première fois le phénomène in situ, avec une caméra à 100 millions de pixels pour capturer les 40 millions de collisions par seconde.
Pourquoi les modèles actuels sont-ils remis en cause par ces résultats ?
Les données recueillies au CERN montrent que les simulations informatiques utilisées jusqu’ici pour décrire les gerbes de particules cosmiques divergent significativement des observations réelles. Ces écarts soulignent les limites des modèles théoriques, notamment pour prédire les comportements des rayons cosmiques issus de phénomènes extrêmes comme les supernovas, bien plus énergétiques que ceux générés par le Soleil.
Quel est l’enjeu scientifique de cette expérience pour l’astrophysique ?
Cette expérience ouvre une nouvelle voie pour étudier les interactions entre particules cosmiques et atmosphères planétaires, en se basant sur des données expérimentales plutôt que sur des extrapolations théoriques. Elle pourrait notamment éclairer les mécanismes à l’œuvre lors de collisions impliquant des étoiles bien plus actives que le Soleil, un domaine encore largement méconnu en raison de l’absence d’observations directes.
Ce que ça pourrait changer
Cette avancée pourrait contraindre les astrophysiciens à revoir leurs outils de modélisation, avec des répercussions sur la compréhension des phénomènes énergétiques de l’Univers, comme les supernovas ou les noyaux actifs de galaxies. À plus long terme, elle pourrait aussi influencer les recherches sur les atmosphères d’exoplanètes, où les interactions avec des rayons cosmiques jouent un rôle déterminant dans leur chimie et leur habitabilité.
