Des particules qui viennent de l`Univers

Des particules qui
viennent de l'Univers
CORRECTION
RAYONEMENT IONISANT
Un rayonnement ionisant est un rayonnement capable de déposer assez d'énergie dans
la matière qu'il traverse pour créer une ionisation. Ces rayonnements ionisants,
lorsqu'ils sont maîtrisés, ont beaucoup d'usages pratiques bénéfiques (domaines de la
santé , industrie
Mais pour les organismes vivants, ils sont potentiellement nocifs à la longue et mortels
en cas de dose élevée.
Atome composé de nucléons (proton
et neutron) formant le noyau .
Entouré d’electrons ,
la zone sphérique centrée sur le
noyau et dans laquelle il y a une
certaine probabilité de trouver les
électrons est appellée nuage
electronique
Magnétosphère : champ magnétique environnant la Terre
(ou un autre objet céleste).
Ligne de champs : lignes qui matérialisent le champ magnetique
Réactions nucléaires : Réactions mettant en jeu les noyaux
des atomes
Muon particule élémentaire de même charge électrique que l’électron
est 207 fois plus lourde.
-1,6 10 -19 C
2.Quelle information du texte est illustrée par la figure 1 ? Que se passe-t-il au point noté
A?
La figure illustre la formation d’une gerbe de particules. En A, une particule
provenant de l’espace interagit avec un atome de l’atmosphère
terrestre déclenchant l’émission de plusieurs autres particules.
Quelle est l’origine du rayonnement cosmique ?
Rayonnement cosmique : particules de hautes énergies se déplaçant dans l’espace.
Dans l’Univers, de nombreux objets sont sources de particules. Les sources de
rayonnements de particules sont diverses.
On pense que rayonnements ont pour origine : les supernovæ, les explosions
d'étoiles très massives en fin de vie, les noyaux actifs de galaxie,... c’est le
rayonnement cosmique.
Ce rayonnement cosmique est constitué de particules élémentaires (protons,
neutrons, électrons, neutrinos,...) ou de particules plus lourdes (particules alpha,
ion deutérium, …), éjectées à grande vitesse.
Quelles sont les particules formées lors de l’interaction avec l’atmosphère ?
Electron , positon
proton ,neutrons
muon , neutrino
Quel phénomène optique est induit par cette interaction ?
LES AURORES BOREALES
Quelles informations peut-on tirer du rayonnement cosmique ?
Les rayons cosmiques apportent des renseignements sur le fonctionnement interne
du Soleil (particules solaires) ou sur des évènements se produisant dans l’Univers
lointain (particules galactiques et extragalactiques).
Carte du fond diffus cosmologique du ciel en entier, duquel on a soustrait la
lumière de la voie lactée ; ce rayonnement a été émis il y a 13,77 milliards
d'années et démontre des variations de températures de l'ordre des microkelvins
Trouver des avantages aux accélérateurs de particules par rapport aux rayons cosmiques pour
réaliser des expériences avec des particules.
On peut exploiter ces particules pour étudier leurs interactions avec la matière mais ce type d’ét
se fait actuellement presque exclusivement avec les accélérateurs de particules.
Les résultats des chocs de particules de grandes énergies dans les accélérateurs permettent aux
chercheurs d’étudier la structure intime de la matière, c’est à dire son fonctionnement au niveau
subatomique.
Lee rayonnement cosmique est aléatoire , on maitrise les interactions dans les
collisionneurs
Lien lhc
Les accélérateurs de particules sont en fait des super microscopes
permettant d'inspecter la matière.
Lien site d’où sont issue les 2 diapos
II – Expérience
• Observation :
• Vidéo chambre à brouillard
Qu’observe-t-on ?
Quelle est la composition de la vapeur dans l’aquarium ?
Des traces blanches
La vapeur dans l’aquarium est formée de propan-2-ol.
a/ Rappeler les noms des trois états sous lesquels peut se trouver un corps pur. Les
représenter sur un schéma, en indiquant les noms des changements d’états.
b/ Dans quel état physique devrait se trouver le propan-2-ol dans l’aquarium ?
Le propan-2-ol devrait se trouver à l’état liquide,
car la température de la carboglace est autour de – 80 °C
alors que la température de fusion du propan- 2-ol est de – 88 °C et que sa
température d’ébullition est de 83 °C.
À quel endroit observe-t-on des traces ? Quelles sont les conditions en ce lieu ?
a/ Quelle est la nature de ces traces ?
ON observe des traces blanches dans le bas de la boite …température la
plus froide
Les traces blanches observées sont des gouttelettes de propan-2-ol liquide dans le
gaz instable.
De l’alcool, sous forme gazeuse, est mélangé à de l’air entre 2 parois.
On impose un gradient de température dans le volume air + alcool ; il existe près de
la paroi froide une zone sursaturée en alcool, d’où l’apparition d’un brouillard.
L’alcool est ainsi dans des conditions de température et de pression où la moindre
perturbation le fait passer à l’état liquide. Cette perturbation provient du passage
d’une particule chargée
Lorsqu’une particule
chargée traverse le
mélange gazeux airalcool, elle l’ionise en
créant des électrons et
des ions, les gouttes de
brouillard se forment
autour des ions et ainsi
on peut de manière
fugitive visualiser la trace
laissée par l’ionisation de
la particule.
On verra alors apparaître un chapelet de petites gouttelettes d’alcool qui
représentera la trajectoire suivie par la particule incidente. Les gouttelettes
seront de taille variable suivant le type de particule :
- petite pour des particules légères (particules beta),
- moyenne pour des particules plus lourdes comme les protons ou les muons et
pions,
- grosse pour des particules alpha ou des ions lourds
.
Justifier le nom de « chambre à brouillard » pour ce dispositif.
En quoi ce dispositif est-il un détecteur de particules ?