Mise à jour le 3 Avril 2015
LES DERNIÈRES NOUVELLES DE L'UNIVERS
École International Daniel Chalonge
SESSION D’OUVERTURE DE L’ANNÉE 2015
Le 26 Mars 2015 Salle du Conseil Observatoire de Paris
Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement ; toutes les photos ont été envoyées à l’École et sont à votre disposition).
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos et des animations.
Certaines présentations originales sont disponibles sur le site de l’école, je le signalerai à chaque fois.
Colloque organisé régulièrement par Norma Sanchez, Directrice de l'École Internationale d'Astrophysique "Daniel Chalonge", ce colloque est réservé à un public « averti ».
Ci après compte rendus succincts et peut être incomplets de ces présentations.
· Dernières nouvelles de l’Univers. par Norma Sanchez
· Le projet CORA en Antarctique par Alba Zanini de l’INFN.
· Mise au point: les paramètres cosmologiques 2015 par N Sanchez.
NORMA SANCHEZ DIRECTRICE DE L’ÉCOLE DANIEL CHALONGE. DERNIÈRES NOUVELLES.
Norma Sanchez ouvre la session avec sa célèbre clochette et souhaite la bienvenue aux participants ; elle nous parle des dernières nouvelles de l’Univers
Il y a des résultats scientifiques nouveaux qui sont en conflit avec les récentes publications de la mission Planck.
D’après N Sanchez, il y aurait eu des aprioris de la part de la collaboration Planck pour la publication de ces résultats (cosmologiques notamment).
Par contre, Planck donne de bons résultats concernant la matière noire, qui toujours d’après N Sanchez serait tiède plutôt que froide.
En effet, un nouveau modèle de concordance en accord avec les observations émerge, c’est le modèle basé sur la matière noire tiède (warm). Ce modèle semble s’accorder avec les observations aussi bien des petites structures que des structures à grande échelle, même à échelle cosmologique.
Alors que le modèle accepté depuis plus de 25 ans, le modèle avec matière noire froide (cold dark matter CDM) semble ne bien fonctionner qu’au niveau des grandes structures mais pas au niveau des galaxies et échelles plus petites.
Il est quand même certain que la matière noire existe, donc exit la théorie MOND.
LE PROJET CORA EN ANTARCTIQUE PAR ALBA ZANINI DE L’INFN.
En avant première: Rayons Cosmiques en Antarctique et dosimétrie de neutrons à la base Marambio (Antarctique,Argentine): Nouveaux résultats de la campagne 2015.
Ce projet de détection de particules (principalement des neutrons) en Antarctique s’appelle CORA, acronyme de Cosmic Rays in Antarctic.
NDLR :
L’environnement de radiations autour de la Terre correspond à l’interaction des rayons cosmiques galactiques (GCR en anglais) avec les constituants de l’atmosphère. Ces particules cosmiques primaires sont très dangereuses à cause leur forte énergie, heureusement nous en sommes grandement protégés par la magnétosphère terrestre. Par contre les astronautes peuvent y être exposés.
Ces cosmiques, principalement des protons et des alphas (en minorité), pénètrent la haute atmosphère et interagissent avec O2 et N2, donnant ainsi naissance à des gerbes secondaires de différentes particules, notamment des protons, des neutrons et des mésons. Ceux-ci peuvent pénétrer encore plus dans l’atmosphère et aussi
générer d’autres particules. Mais elles perdent de l’énergie à chaque interaction et peu nombreuses sont les particules qui atteignent la surface terrestre.
L’environnement radiatif dépend de plusieurs facteurs :
· L’altitude, augmente à cause de la moindre densité d’air en altitude (ce qui pose des problèmes aux
astronautes)
· La latitude, à cause du champ magnétique terrestre
· Le cycle solaire, à cause de son influence sur le vent solaire.
Les doses de neutrons sont les plus fortes aux hautes latitudes (les Pôles), c’est pour cette raison qu’il est intéressant de les mesurer en ces endroits.
La région arctique avait déjà été répertoriée, mais pas l’antarctique, d’où le projet Cora.
Le neutron étant une particule neutre, il n’est pas facile à détecter ; il faut faire interagir des réactions nucléaires et émettre ainsi des particules chargées, pour le mettre en évidence.
D’autre part c’est une particule dangereuse qui provoque plus d’effet nocif que d’autres. Suivant son énergie on l’affecte d’un facteur de nocivité de 5 à 20 par rapport aux gammas par exemple.
Certains neutrons sont appelés thermiques lorsqu’ils sont lents (tout est relatif !) ce sont ceux là qui sont recherchés pour produire la fission des réacteurs, sinon ce sont des neutrons rapides (énergie >1MeV).
Pourquoi donc l’antarctique ?
· Pas de données sur le sujet
· Effets des hautes latitudes et de la décroissance du champ magnétique
· Effets du aux éruptions solaires plus sensibles dans cette région
· Influence du déplacement du pôle magnétique
· Étude sur l’influence des personnes vivant dans ces régions pour de longues périodes.
À cette occasion une campagne de mesures a été effectuée en 2013 à la base Marambio (Argentine)
Une des conséquences est la mise en évidence d’une certaine différence entre les doses au pôle Nord et au pôle Sud comme on le voit sur la diapo ci-contre.
Peut être due à la moindre pression atmosphérique ?
Si vous ne vous rappelez pas les différentes unités de mesure de radioactivité, voir cet article.
Conclusions de cette campagne :
· En moyenne l’environnement au point de vue rayonnement est de 1,4mSv/an (alors que la dose max admise
par la loi française : 1mSv/an)
· Les neutrons semblent être de très forte énergie (>200MeV)
· L’exposition des personnes semble être plus importante pour les hautes latitudes. (le pôle magnétique est
décalé de 1800km par rapport au pôle géographique.
· Il y a eu aussi deux pics extrêmement intenses de 7mSv, dans ces deux cas ils correspondaient à des éruptions
solaires importantes annoncées.
Donc à suivre…
POUR ALLER PLUS LOIN :
Une présentation similaire d’A. Zanini avec beaucoup de détails sur cette campagne de mesures.
Sur les rayons cosmiques en général.
Aquarius SAC D Science meeting, présentation d’A Zanini.
Le rayonnement cosmique par CurioCité de nos amis canadiens.
Puis c’est au tour d’Hélios Jaime, linguiste Épistémologue de nous entretenir quelques instants avant une pause collation bienvenue.
LA PAUSE COLLATION DANS LA SUPERBE SALLE CASSINI.
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MISE AU POINT: LES PARAMÈTRES COSMOLOGIQUES 2015 PAR N. SANCHEZ.
Norma Sanchez nous parle de divers sujets liés aux derniers développements cosmologiques (notamment Planck) :
· L’âge de l'Univers.
· L’Analyse des données CMB avec neutrinos actifs, neutrinos stériles et la théorie effective de l'inflation.
· Gravitons primordiales, neutrinos et neutrinos stériles.
· La matière noire tiède (Warm Dark Matter WDM), ses candidats: les neutrinos stériles du keV, la structure des galaxies.
· Le lien entre trous noirs supermassifs et la matière noire.
· La ligne de rayons-X de 3.5 keV dans les amas de galaxies.
· La crise des "wimps" de la matière noire froide "Cold Dark Matter" (expérience LUX et XMASS)
À l’échelle des amas de galaxies, les modèles CDM et WDM sont similaires, par contre c’est au niveau des galaxies que le modèle WDM semble plus performant.
Le modèle WDM implique des particules de l’ordre du keV, comprises entre 2 et 6 keV qui restent encore à trouver.
La particule favorite serait un neutrino baptisé « stérile » car n’étant même pas soumis à la force nucléaire faible.
On confirme aussi la non observation d’ondes gravitationnelles avec l’expérience BICEP2, car le facteur r trouvé (rapport tenseur-scalaire) était trop fort (0,2 alors que la limite de Planck est de 0,1).
On consultera avec intérêt le dernier CR de l’école Chalonge qui reprend une partie des problématiques discutées ce jour>.
Planck et les neutrinos.
La collaboration Planck a publié ses résultats sur le nombre de neutrinos possibles, ils sont apparemment catégorique ; ce nombre ne peut pas dépasser trois. Le nombre (très important) Neff effectif de degré de liberté lié au nombre de neutrinos vaut en effet un tout petit peu plus de 3. C’est la source du conflit actuel entre Planck et Chalonge.
Malgré cela, N Sanchez pense que ce n’est pas incompatible avec l’existence d’un quatrième neutrino stérile ; des analyses ayant eu lieu actuellement par d’autres équipes, pouvant donner lieu à cette compatibilité.
De nombreuses analyses de données seront encore nécessaires avant de pouvoir conclure définitivement.
POUR ALLER PLUS LOIN SUR CE SUJET :
Programme Chalonge de l’année 2015/2016
Les tout derniers résultats de Planck : CR de la conf SAF de F. Bouchet le 11 Février 2015.
Voyage à travers l’univers de ses origines à nos jours présentation plus ancienne de N Sanchez.
Constraints on Neutrino Physics from Planck par A. Melchiorri Planck Collaboration.
Neutrino cosmology after Planck 2015 par G. Mangano (Univ. di Napoli) un peu hard à lire!
Un nouveau modèle pour décrire la structure des galaxies Obs de Paris.
Neutrinos stériles et matière noire font bon ménage par Éric Simon.
Bon ciel à tous
Jean Pierre Martin SAF Président de la Commission de Cosmologie
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