Le CERN recrée la naissance des gerbes de particules cosmiques

Des physiciens du CERN ont recréé en laboratoire les premiers instants des gerbes de particules cosmiques, apportant de nouvelles données pour mettre à l’épreuve la façon dont les scientifiques interprètent les particules venues de l’espace.

Les rayons cosmiques sont des noyaux atomiques qui se déplacent à grande vitesse. Lorsqu’ils heurtent des atomes dans les hautes couches de l’atmosphère terrestre, ils déclenchent des gerbes d’autres particules. Les chercheurs utilisent des simulations informatiques pour remonter de ces gerbes au rayon cosmique initial et en comprendre les caractéristiques, mais les différents modèles donnent des réponses différentes.

Pour mettre ces modèles à l’épreuve, une équipe internationale a utilisé le Grand collisionneur de hadrons pour faire entrer en collision des faisceaux de protons et des faisceaux d’oxygène pour la première fois en juillet 2025. Les protons représentaient les rayons cosmiques incidents, tandis que l’oxygène représentait un composant de l’atmosphère.

Le détecteur ATLAS a enregistré les gerbes de particules ainsi produites. En mesurant le nombre, les énergies et les directions de ces particules, l’équipe a dressé un tableau détaillé de la naissance d’une gerbe. Les résultats, publiés dans Physical Review Letters, ont montré que les modèles existants ne décrivaient pas correctement ces interactions.

Ces nouvelles données devraient aider les chercheurs à distinguer les rayons cosmiques constitués d’hydrogène de ceux formés d’éléments plus lourds. Cela pourrait fournir des indices sur leurs origines et aider les scientifiques à étudier certains des environnements les plus extrêmes de l’Univers.