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Nouvelles scientifiques

 

Paris, le 24 mai 2013

 

Construction du premier prototype de caméra pour équiper CTA, futur observatoire mondial des rayons gamma cosmiques de très haute énergie

 

Plus d'un millier de physiciens et d'astrophysiciens issus de 27 pays distincts collaborent en vue de créer un observatoire d'une sensibilité inégalée qui permettra de détecter et d'étudier l'ensemble des sources de rayons cosmiques de notre galaxie, et bien au‐delà. Alors que les détecteurs les plus performants actuellement comptent seulement deux à cinq télescopes, ce dispositif mondial nommé CTA (Cherenkov Telescope Array) en prévoit près de cent. Chacun de ces télescopes sera équipé d'une caméra, véritable oeil électronique, permettant de mesurer les rayons cosmiques pénétrant dans l'atmosphère. Dans le cadre du projet Gate (GAmma‐ray Telescope Elements), la première mécanique de caméra pour ce détecteur ultra‐performant vient d'être finalisée au Laboratoire Leprince‐Ringuet (LLR) (École polytechnique/CNRS).

 

Les laboratoires français ont acquis une grande expertise en astronomie de très haute énergie avec les expériences Hess. (High Energy Stereoscopic System) puis Hess‐II, l'un des détecteurs de rayons gamma au sol les plus performants au monde situé en Namibie et doté de cinq télescopes,dont le plus grand télescope Cherenkov au monde. Fortes de cette expérience, plusieurs équipes de physiciens et d’astrophysiciens français se sont regroupées, sous la coordination scientifique de l’Observatoire de Paris, pour former le projet Gate, en vue de réaliser certains des équipements de CTA, futur dispositif mondial de détection de rayons gamma cosmiques. Sélectionné lors de l’appel à propositions Sesame (Soutien aux équipes scientifiques pour l’acquisition de moyens expérimentaux)de 2010, Gate a reçu le soutien financier de la région Île‐de‐France, du CNRS, du CEA et de l'Observatoire de Paris.

C’est dans le cadre de ce projet ambitieux que les équipes du Laboratoire Leprince‐Ringuet (École polytechnique/CNRS) viennent de finaliser la première mécanique de caméra destinée à équiper des télescopes du futur observatoire. Cette réalisation marque une étape importante dans la mise au point de cet équipement scientifique d’envergure mondiale. Cette caméra a été transportée le 7 mai près de Berlin en Allemagne afin d'être installée sur un prototype de télescope réalisé par le laboratoire Desy (Deutsches Elektronen‐Synchrotron). Une fois la caméra en place, les équipes procéderont à une série de réglages et de tests techniques.

Les télescopes de CTA en cours de conception capteront la lumière furtive produite par l'interaction dans l'atmosphère des rayons gamma de très haute énergie en provenance de l'Univers. De tels rayons génèrent de véritables cascades de particules similaires à celles fabriquées au moyen d'accélérateurs tels que le LHC au Cern. Grâce aux caméras fixées sur ses multiples télescopes et capturant le signal de ces interactions dans l'atmosphère, ce dispositif permettra de dresser une véritable cartographie spatio‐temporelle des objets célestes émettant un rayonnement gamma de très haute énergie. Par leur précision et leur sensibilité, ces cartes vont améliorer notre compréhension de l’Univers violent et des phénomènes encore mystérieux qui le caractérisent:explosions d’étoiles, restes de supernova, environnement des trous noirs et étoiles à neutrons,noyaux actifs de galaxies... Une telle vue d’ensemble de toute la galaxie est aujourd’hui nécessaire pour progresser dans l’étude de l’origine des rayons cosmiques. Un tel détecteur permettra en outre de conduire plusieurs programmes de physique fondamentale : recherche de la matière noire constituant 22% de la densité d’énergie de l'Univers et tests de la constance de la vitesse de la lumière dans un domaine énergétique, inaccessible jusqu’alors, et dont la violation est prédite par certaines théories au‐delà du modèle standard de physique des particules.

 

Prototype réseau CTA
© École Polytechnique, P. Lavialle

 

La caméra et le prototype du télescope MST (Medium Size Telescope) lors de l'inauguration en Allemagne, le 22 mai dernier, du prototype de télescope sur lequel la caméra sera installée le mois prochain. © CNRS, Bruno Khelifi

 

Pour en savoir plus

Contact chercheur

  • Bruno Khélifi, Tél : 01 69 33 55 73
  • Gérard Fontaine, Tél : 01 69 33 55 51
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