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La surface de la Terre est continuellement bombardée par des rayons cosmiques dont certains atteignent des énergies bien supérieures à celles des collisions de faisceaux de protons du LHC. En entrant dans l'atmosphèreatmosphère, ces rayons produisent d'importantes gerbes de particules secondaires, comme celles que l'on observe avec le détecteur Auger dans la Pampa, en Argentine. Cette composante très énergétique peut recéler des secrets sur de la physique bien au-delà du modèle standardmodèle standard et aussi sur les astresastres les plus violents du cosmoscosmos, comme les quasarsquasars et les hypernovaehypernovae.
Il n'est pas facile de remonter aux caractéristiques exactes des particules à hautes énergies à l'origine de ces gerbes. On ne peut le faire que de façon indirecte, avec tous les risques d'erreurs d'analyse que cela implique. L'atmosphère de la Terre filtre aussi la composition du flot de particules à plus basses énergies venant de l'extérieur du Système solaireSystème solaire. Or ce flot pourrait fournir des éléments de réponses pour bien des énigmes, comme, par exemple, le destin de l'antimatière cosmologique ou encore l'existence de la matière étrange.
Pour analyser plus précisément le flux de rayons cosmiques, la meilleure chose à faire est donc de mettre en orbiteorbite un puissant détecteur de particules, comme ceux qui équipent actuellement le Tevatron et le LHC. Ce détecteur existe... Il s'appelle l'Alpha Magnetic Spectrometer (AMSAMS).
Au programme, anti-matière et mini-trous noirs
Assemblé au CernCern, cet instrument vient de quitter son lieu de naissance pour rejoindre dans un premier temps le Centre européen de recherche et de technologies spatiales (Estec) de l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne (Esa), aux Pays-Bas. Le déplacement d'un tel instrument n'est pas un simple déménagement.
Equipé d'un aimantaimant supraconducteursupraconducteur refroidi à 2 kelvinskelvins par de l'héliumhélium liquideliquide, il a été chargé sur un camion équipé d'un générateurgénérateur Diesel alimentant une pompe destinée à maintenir l'hélium à la bonne température. Cet aimant est nécessaire pour créer un champ magnétiquechamp magnétique déviant les trajectoires des particules de rayons cosmiques afin d'en mesurer les caractéristiques. Il nécessite beaucoup d'énergie que seuls peuvent lui fournirles panneaux solaires de la Station spatiale internationaleStation spatiale internationale (ISS), comme l'a expliqué le prix Nobel de physique Samuel Ting à Stephen HawkingStephen Hawking en visite au Cern (voir le lien vers la vidéo au bas de cet article) .
Avant de s'envoler de Floride au Centre spatial Kennedy à bord de la navette spatiale DiscoveryDiscovery, AMS doit passer des tests de résistancerésistance au vide spatial dans la chambre d'essais thermiques sous vide de l'Esa à l'Estec. Si tout se passe bien, le lancement aura lieu en juillet.
AMS devrait faire mieux que des satellites comme Pamela et Atic. S'il détecte des atomesatomes d'anti-hélium, cela voudra dire que quelque part dans le rayon de l'UniversUnivers observable - qui est de presque 45 milliards d'années-lumièreannées-lumière - existent des mondes d'antimatièreantimatière. S'il ne détecte pas ces anti-noyaux, nous saurons alors qu'il n'y en a pas ou presque pas dans ce volumevolume d'espace-tempsespace-temps. De même, la preuve d'un excès d'anti-noyaux de deutérium pourrait se révéler capitale pour établir l'existence de mini-trous noirstrous noirs en train de s'évaporer dans la GalaxieGalaxie.
