Magazine Observatoire de Paris n°13 mar/avr/mai 2010
Magazine Observatoire de Paris n°13 mar/avr/mai 2010
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°13 de mar/avr/mai 2010

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (211 x 298) mm

  • Nombre de pages : 24

  • Taille du fichier PDF : 3,2 Mo

  • Dans ce numéro : les étoiles géantes se dévoilent.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Les deux RÉACTEURS de 1 450 mégawatts de la centrale de Chooz./The two 1,450-megawatt reactors at the Chooz nuclear power plant. EDF/CNPE Chooz Vue d’artiste du DÉTECTEUR rempli d’un liquide scintillant./Artist’s view of the detector filled with a scintillating liquid. CEA/iRFU Contact hervé de Kerret Directeur de recherche CNRS APC +33 (0)1 57 27 69 68 kerret@in2p3.fr dekerret@apc.univ-paris7.fr 14 – MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°13/AVRIL 2010 Apc/recherche LES NEuTRINOS, PARTICuLES-MySTèRE DE L’uNIVERS NEuTRINOS : ThOSE MySTERIOuS PARTICLES IN ThE uNIVERSE À chooz, en champagne-Ardennes, une expérience de physique fondamentale s’apprête à démarrer cet été près d’une centrale nucléaire en activité. elle a été conçue par les chercheurs du laboratoire Astroparticule et cosmologie - Apc. At Chooz, in the Champagne-Ardennes, an experiment in fundamental physics will get underway this summer near a nuclear power plant in operation. It was designed by scientists at the Astroparticle and Cosmology Laboratory (APC). Ce sont les particules les plus abondantes - et les plus discrètes - de l’univers. Certaines d’entre elles, issues du soleil, traversent sans encombre et par milliards chaque centimètre carré de notre peau. qu’une étoile explose en supernova et une flopée de corpuscules énergétiques atteignent la terre. mais les neutrinos fugaces qui interagissent très peu avec la matière ordinaire intriguent aussi les physiciens. l’étude de leur comportement étrange - trouble quantique de la personnalité, qui les fait osciller entre trois genres, états ou saveurs différentes - pourrait éclairer la nature intime du cosmos, l’origine de la matière et de l’antimatière, l’ère de grande unification des forces à l’époque du big bang… les chercheurs du laboratoire aPC, du Cea et leurs confrères, soit en tout 140 spécialistes de huit pays, ont entrepris de construire l’expérience double Chooz : deux détecteurs identiques de 7 ¥ 7 mètres implantés à 400 et 1000 mètres de distance de la centrale nucléaire exploitée par Électricité de france - edf, à Chooz, dans les ardennes. les réacteurs produisent les neutrinos (en fait, leurs antiparticules) à profusion : mille milliards de milliards à la seconde. le premier piège démarrera en juin prochain et le confrère suivra en 2011. l’un et l’autre détecteurs opèreront enfouis sous des dizaines de mètres de roches. en mesurant les changements intervenant dans la population de particules qui chemine entre les deux, les concepteurs espèrent parvenir à mieux cerner le modèle standard de la physique. la physique à l’épreuve le neutrino existe sous trois formes ou aspects distincts, étiquetés de type : « électron », « muon » ou « tau ». Particularité, il change de propriété en cours de route en fonction de la distance parcourue ou de son énergie. les neutrinos ont une masse non nulle : un million de fois moindre que celle de l’électron. le nouveau dispositif comptera les (anti) neutrinos électroniques. on quantifiera ainsi ceux qui disparaissent subrepticement dans l’espace entre les détecteurs. Grâce à cette mesure, on pourrait en apprendre davantage sur le riche zoo des particules élémentaires. la première retombée sera très concrète. elle intéresse la société. en effet, les résultats aideront à inventer de nouveaux moyens de surveillance et de lutte contre la prolifération du plutonium-239 de l’arme atomique. l’autre application sera fondamentale et astrophysique. Plus tard, des détecteurs géants de 50 000 tonnes se tourneront vers le cosmos. objectif : scruter la violence des supernovae. they are the most abundant—and most discrete—particles in the universe. some of them come from the sun and, by the billions, go through each square centimetre of our skin unhindered. when a star explodes into a supernova, a multitude of high-energy particles reach the earth. but the fleeting neutrinos that hardly interact with ordinary matter at all have also attracted the interest of physicists. the study of their strange behaviour—a quantum personality disorder that makes them switch between three different states or « flavours » —could throw light on the intimate nature of the cosmos, the origin of matter and antimatter, and the era of the grand unification of forces at the time of the big bang. scientists at the aPC, Cea, and their colleagues, a total of 140 experts fromeight countries, have put together the double Chooz experiment : two identical 7-by-7-metre detectors placed at a distance of 400 and 1,000 metres from the Électricité de france (edf) nuclear plant, at Chooz, in the ardennes. the nuclear reactors produce neutrinos (actually, their antiparticles) in large numbers : one thousand billion billion of them per second. the first neutrinotrap will go in operation next June, and its companion will follow in 2011. both detectors will operate deep under a layer of rock dozens of metres thick. by measuring changes in the population of particles travelling between them, scientists hope to better work out the standard model of physics. quatre cents photomultiplicateurs enregistrent la capture des neutrinos./Four hundred photomultipliers record the captured neutrinos. F. Rhodes/CEA physics put to the test neutrinos exist in three different forms or appearances, labelled « electron-type », « muon-type » and « tau-type ». they change state along the way depending on their energy and the distance travelled. their massis non-zero : a million times smaller than that of an electron. the new device will keep a count of the number of electron (anti)neutrinos. thus, one will be able to quantify the number that surreptitianly disappear along the path between the detectors. this measurement will permit a better understanding of the rich elementary particle zoo. the first payoff will be very concrete. it concerns society at large, for the results of this experiment will help develop new ways of monitoring and fighting the proliferation of plutonium-239 used in atomic weapons. there willalso be a fundamental application to astrophysics when, in the future, giant 50,000-ton detectors will probe the cosmos to study the colossal violence of supernovae.
recherche/nAnçAy SuCCèS à NANçAy quAND fERMI PASSE à LA RADIO SuCCESS AT NANçAy fROM fERMI RADIO EMISSIONS dix-sept nouveaux pulsars milliseconde, dont deux débusqués à nançay ! la collaboration des radioastronomes de l’observatoire de paris avec le satellite fermi ouvre une voie vers la traque des... ondes gravitationnelles du cosmos. Seventeen new millisecond pulsars, two of which discovered at Nançay ! The collaboration between radio astronomers from the Observatoire de Paris and the fermi satellite opens the way to tracking gravitational waves in the cosmos. les résultats surpassent toutes les espérances. la station de radioastronomie de nançay, unité de l’observatoire de Paris en région Centre, fait partie des cinq plus grands radiotélescopes du monde mobilisés afin de soutenir les observations en rayons gamma du satellite fermi de la nasa. or, la moisson s’avère d’ores et déjà spectaculaire. en moins de trois mois, 17 nouveaux pulsars milliseconde ont été détectés : par fermi, puis par les antennes géantes. Ceci s’ajoute aux 16 pulsars dont la découverte avait été annoncée en juillet dernier. Parmi les sources récentes, deux ont été détectées grâce à l’antenne large de 300 mètres de nançay. découverts à la fin des années 1960, les pulsars sont des étoiles à neutrons résidus de l’explosion d’étoiles massives. À la manière de phares, la plupart tournent sur eux-mêmes au rythme d’un tour par seconde. Cependant, une minorité échappe à la règle. Ces pulsars rapides, ou milliseconde, ont été accélérés en avalant la matière d’une étoile compagne. du coup, ils émettent des signaux périodiques très stables capables de rivaliser avec les horloges atomiques de laboratoire. d’où l’idée de les utiliser comme un système de positionnement de référence, un « GPs galactique ». Ceci ouvre de jolies perspectives en matière de traque des fameuses ondes gravitationnelles - vibrations de la trame de l’univers - prévues par la relativité générale d’einstein. les ondes du big bang rares et répartis sur toute la sphère céleste, ces astres sont difficiles à trouver en radio. Par contre, avec sa vue panoramique, le satellite fermi lancé en juin 2008 les suspecte en nombre. l’alliance avec les radiotélescopes de nançay, Green bank (Virginie), Parkes (australie), effelsberg (allemagne) et arecibo (Porto rico) a donc permis un bond en avant des découvertes. Ces pulsars rapides sont des toupies de l’espace exceptionnelles. selon les vues les plus hardies, ils permettraient même de déceler le fond d’ondes gravitationnelles émis moins d’une seconde après le big bang. un radiotélescope tel que nançay mesure avec précision les temps d’arrivées des impulsions radio reçues. la détection de perturbations dans les signaux en provenance d’une vingtaine de pulsars bien choisis trahirait le passage d’ondes de gravitation. À ce jour, cinq des 17 nouveaux pulsars semblent de bons candidats pour le test, en plus d’une poignée déjà connus. reste à en trouver dix autres. au rythme actuel, l’objectif sera vite atteint. Les 17 PULSARS vus par Fermi et les radiotélescopes. En jaune : les deux découverts à Nançay./The seventeen pulsars seen by Fermi and the radio telescopes. in yellow : the two pulsars discovered at Nançay. NASA/DOE/Fermi LAT MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°13/AVRIL 2010 – 15 the results surpassed all expectations : the nançay radio astronomy station, a unit of the observatoire de Paris in the Centre region, is one of the five largest radio telescopes in the world used to complement the gamma-ray observations by nasa’s fermi satellite. the harvest is off to a spectacular start. in less than three months, 17 new millisecond pulsars have been detected : by fermi, and later by the giant antennas. this is in addition to the discovery of 16 pulsars announced last July. among the recent sources, two have been detected thanks to the 300-metre antenna at nançay. discovered at the end of the 1960s, pulsars are neutron stars that are remnants of massive star explosions. like a light-house, most pulsars rotate around themselves at the rate of one revolution per second. but there are exceptions : rapid or millisecond pulsars accelerated due to matter accretion from their companion star. as a result, they emit very stable periodic signals, and in this sense they are similar to laboratory atomic clocks. hence the idea to use them as a positioning reference system, a kind of « galactic GPs ». this opensup interesting possibilities for tracking the famous gravitational waves—vibrations in the fabric of the universe—predicted byeinstein’s general theory of relativity. Waves from the Big Bang since pulsars are rare and spread over the entire celestial sphere, they are difficult to detect at radio frequencies. on the other hand, thanks to its panoramic view, the fermi satellite launched in June 2008 has a special flair for discovering potential candidates. the alliance with radio telescopes at nançay, Green bank (Virginia), Parkes (australia), effelsberg (Germany), and arecibo (Puerto rico) has permitted discoveries to take a leap forward. these rapid pulsars are exceptional space tops which, according to the most daring conjectures, could even allow astronomers to detect the gravitational wave background emitted less than one second after the big bang. a radio telescope such as the one at nançay accurately measures the arrival time of the radio impulses received. the presence of perturbations in signals coming from some twenty well-chosen pulsars would indicate the passage of gravitational waves. to date, five of the seventeen new pulsars appear to be good candidates for the test, in addition to a handful already known. ten others remain to be found. at the current pace, the goal will soon be reached. Le GRAND RADiOTÉLESCOPE de Nançay./Nançay large radio telescope. i. Cognard, LPC2E/Observatoire de Paris Contacts ismaël cognArd Chargé de recherche CNRS LPC2E + 33 (0)2 38 25 79 08 icognard@cnrs-orleans.fr gilles theureAu Astronome adjoint LPC2E + 33 (0)2 38 25 53 10 Station de radioastronomie de Nançay + 33 (0) 2 48 51 82 41 gilles.theureau@obspm.fr l’europe des pulsArs Depuis 2006, le réseau European Pulsar Timing Array consacre l’excellence européenne en matière de détection et de chronométrie de pulsars. Cinq grands radiotélescopes s’y inscrivent : • Nançay, Cher, France.• Westerbork, Groningen, Pays- Bas.• Jodrell Bank, Manchester, Royaume-Uni.• Effelsberg, Bonn, Allemagne.• Cagliari, Sardaigne, italie. the europeAn pulsAr netWorK Since 2006, the European Pulsar Timing Array network showcases Europe’s excellence in pulsar detection and chronometry. The five large radio telescopes in the network are:• Nançay, Cher, France.• Westerbork, Groningen, The Netherlands.• Jodrell Bank, Manchester, United Kingdom.• Effelsberg, Bonn, Germany.• Cagliari, Sardinia, italy.



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