Roue Cosmique

Le CENBG dispose d’un outil pédagogique permettant de mettre en évidence et d’étudier certaines propriétés du rayonnement cosmique. Cet instrument, la « roue cosmique » est utilisée pour des actions de communication autour de la physique, notamment auprès de classes du secondaire. D’un point de vue instrumental, l’appareil est composé de trois détecteurs à scintillation pouvant être orientés dans l’espace pour comptabiliser une composante du rayonnement cosmique, les muons, selon une direction privilégiée.

L’objectif du projet est d’équiper cette roue cosmique d’un système d’acquisition léger, pratique, intuitif et libre de droits permettant de mesurer le taux de muons en fonctions de plusieurs paramètres : période d’acquisition, angle d’inclinaison des détecteurs, lieu d’exposition de la roue ...

La détection de chaque particule – les muons cosmiques – se traduit par une impulsion dans le dispositif électronique connecté aux détecteurs. L’amplitude d’une impulsion est proportionnelle à l’énergie de la particule incidente. Le dispositif électronique est alors paramétré sur une tension seuil de sorte qu’il prenne en compte uniquement les impulsions dont la tension est supérieure à ce seuil. Ceci va permettre de limiter le comptage au rayonnement cosmique, composé de particules énergétiques, en limitant l’influence du bruit de fond ambiant (autres particules environnantes).

Pour mesurer le nombre de muons arrivant sur les détecteurs, il faudra alors compter les impulsions créées. Pour cela, nous utilisons une carte Arduino (permettant à l’aide d’un code de compter chaque impulsion) qui se présente comme une carte d’acquisition connectée au dispositif électronique, au moyen d’un boîtier créé pour l’occasion.

Pour récupérer les informations de la carte – le comptage des impulsions –, nous avons mis en place un code Python permettant de récupérer ces informations en connectant la carte à l’ordinateur et nous affichons par la suite les données récoltées sur une interface graphique.

On pourra ainsi observer le comptage de muons sur chaque détecteur, mais aussi celui des coïncidences, lorsqu’une particule traverse plusieurs détecteurs. L’objectif final est de récolter ces données sur un document texte pour les traiter à l’aide de graphiques.

Mise à jour le 31/01/2018