e2φ 2014
Physique des extrêmes
Clermont-Ferrand
25 au 28 août 2014





Les rayons cosmiques de haute énergie

Thierry Stolarczyk
(Chasseur de particules cosmiques)

thierry.stolarczyk@cea.fr

CEA - Saclay, Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l'Univers,

91191 Gif-sur-Yvette



Découvert en 1912 lors d’un vol en ballon, le « rayonnement cosmique » est une pluie de particules résultant de la collision de noyaux avec les atomes de l’atmosphère. Ces noyaux, pour l’essentiel des protons, sont déviés par les champs magnétiques sur leur parcours dans le Cosmos, et ne peuvent nous renseigner sur leur origine. Certains d’entre eux ont été détectés à des énergies de l’ordre du Joule, une énergie comparable à celle emportée par une balle de tennis lors d’un « ace » à Roland-Garros. Ces énergies ne peuvent être puisées que dans les phénomènes les plus violents de l’Univers.

Nous décrirons les différents mécanismes susceptibles d’accélérer ces rayons cosmiques, dans la Galaxie et au-delà, et les premiers indices collectés à la recherche de leur origine. Nous passerons en revue les observatoires, gigantesques ou installés dans les lieux les plus improbables, qui permettent d’espérer percer les mystères qui continuent à les entourer.


Notice biographique :

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Thierry Stolarczyk est chercheur à l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers du Comissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA Irfu, Centre d’études de Saclay). En 1990, sa thèse porte sur les effets de la radioactivité naturelle et du rayonnement cosmique dans la détection des neutrinos solaires dans Gallex, une expérience installée à 1500 m sous les Apennins, au laboratoire national du Gran Sasso (Italie). Il participe ensuite à la mesure du flux de neutrinos en provenance du Soleil. À partir de 1993, en parallèle, il rejoint l’expérience NOMAD au CERN dont le but est d’observer l’apparition de neutrino-tau dans un faisceau de neutrino-muon (étude de l’oscillation des neutrinos). En 1998, il rejoint l’expérience Antares, un télescope sous-marin à neutrino, en pleine phase de recherche et développement. En 2005, alors que la construction du télescope démarre à 2500 m sous la mer, il en devient responsable scientifique au CEA. De 2006 à 2012 il codirige les études de R&D et de physique du consortium KM3NeT, un instrument successeur d’Antares. Fin 2012 il devient responsable scientifique au service d’astrophysique du groupe CTA, une nouvelle génération d’observatoire à rayons gamma dont le but principal et de mieux comprendre l’origine du rayonnement cosmique. Entre 1992 et 2002, il est membre du bureau exécutif de la Société Française de Physique et anime en particulier une réflexion sur l’insertion professionnelle des jeunes physiciens. Épris depuis toujours de la diffusion de la Science, il participe à de nombreuses actions de popularisation et en en particulier publie deux ouvrages à destination du grand public : Le neutrino, particule ordinaire ? et D’où vient le rayonnement cosmique ? (Les petites pommes du savoir, éditions Le pommier).