Rayonnement cosmique
Les rayons cosmiques sont des rayonnements de très haute énergie, provenant principalement de l'extérieur du système solaire.
Le terme rayon est un accident historique, car les rayons cosmiques ont d'abord été, et à tort, considérés comme étant principalement des rayonnements électromagnétiques.
Ce sont des particules. La plupart sont des protons et des particules alpha, qui sont les noyaux des atomes d'hélium. Certaines sont des électrons (particules bêta), des rayons gamma ou des photons, et une infime partie sont des particules encore plus lourdes.
Origine
Leur origine n'est pas exactement connue. Il est prouvé que de nombreux rayons cosmiques primaires proviennent des supernovae des étoiles massives. Cependant, on ne pense pas que ce soit leur seule source. Des noyaux galactiques actifs produisent probablement aussi des rayons cosmiques. .....
Rayons cosmiques secondaires
Les rayons cosmiques peuvent avoir une énergie de 1020 eV, bien plus élevée que les 1012 à 1013 eV que peuvent produire les accélérateurs de particules fabriqués par l'homme. Lorsque les particules de rayons cosmiques entrent dans l'atmosphère terrestre, elles frappent d'autres particules, comme les molécules d'oxygène et d'azote. Cela provoque une pluie de particules plus légères, appelée "douche d'air".
Le nombre de particules produites lors d'une averse d'air peut atteindre des milliards. Toutes les particules de la douche restent à environ un degré du trajet de la première particule. Dans une douche se trouvent des rayons X, des muons, des protons, des particules alpha, des pions, des électrons et des neutrons.
Les particules typiques produites lors de telles collisions sont les neutrons et les mésons chargés tels que les pions et les kaons positifs ou négatifs. Certains de ces mésons se décomposent en muons. Ceux-ci sont capables d'atteindre la surface de la Terre, et même de pénétrer sur une certaine distance dans des mines peu profondes. Les muons peuvent être facilement détectés par de nombreux types de détecteurs de particules. L'observation d'une pluie secondaire de particules dans différents détecteurs en même temps montre que toutes les particules proviennent de cet événement.
Importance pratique
Effets sur la chimie de la Terre
Les rayons cosmiques sont responsables de la production continue de certains isotopes instables dans l'atmosphère terrestre, comme le carbone 14, par la réaction :
n + 14N → p + 14C
Les rayons cosmiques ont maintenu le niveau de carbone 14 dans l'atmosphère à peu près constant (70 tonnes) pendant au moins les 100 000 dernières années, jusqu'au début des essais d'armes nucléaires en surface au début des années 1950. C'est un fait important utilisé dans la datation au radiocarbone utilisée en archéologie.
Effet sur les véhicules spatiaux
Les rayons cosmiques présentent un grand intérêt pratique, car ils peuvent endommager la microélectronique et la vie en dehors de la protection de l'atmosphère et du champ magnétique de la Terre.
Questions et réponses
Q : Que sont les rayons cosmiques ?
R : Les rayons cosmiques sont des rayonnements à haute énergie provenant de l'extérieur du système solaire.
Q : Pourquoi les rayons cosmiques ont-ils été initialement appelés "rayons" ?
R : Il s'agit d'un accident historique, car on pensait que les rayons cosmiques étaient essentiellement des rayonnements électromagnétiques.
Q : Quelle est la composition des rayons cosmiques ?
R : Les rayons cosmiques sont composés de particules telles que les protons, les particules alpha, les électrons, les rayons gamma, les photons et même des particules plus lourdes.
Q : Que sont les protons et les particules alpha ?
R : Les protons et les particules alpha sont des particules qui constituent le noyau des atomes d'hélium.
Q : Que sont les particules bêta ?
R : Les particules bêta sont des électrons.
Q : Comment a-t-on découvert que les rayons cosmiques étaient des particules et non des radiations ?
R : Il a fallu du temps pour découvrir que les rayons cosmiques étaient des particules et non des radiations.
Q : Les rayons cosmiques se trouvent-ils uniquement dans le système solaire ?
R : Non, les rayons cosmiques proviennent essentiellement de l'extérieur du système solaire.
