Le projet Neurus, développé par le CONICET, l’UBA et l’Institut Antarctique Argentin, démontre qu’un détecteur de rayons cosmiques peut devenir un outil pour surveiller l’atmosphère terrestre.
Installé à la Base Antarctique Conjointe Marambio, cet appareil a été conçu dans les laboratoires de l’Institut d’Astronomie et de Physique de l’Espace (IAFE, CONICET-UBA) et publié dans la revue Earth and Space Science de l’American Geophysical Union (AGU).
Que sont les rayons cosmiques
Les rayons cosmiques sont des particules subatomiques qui voyagent à des vitesses proches de celle de la lumière. En entrant en collision avec l’atmosphère terrestre, ils génèrent une cascade de particules secondaires qui atteignent le sol et peuvent être enregistrées par des détecteurs spécialisés.
Dans cette étude, les scientifiques ont observé une corrélation entre les niveaux de rayons cosmiques et la pression atmosphérique à 15 km d’altitude, ce qui a permis de développer un modèle pour estimer les variables atmosphériques depuis la surface. Cette approche ouvre de nouvelles possibilités pour surveiller la basse stratosphère antarctique, clé dans les processus climatiques mondiaux.
Le détecteur Neurus
L’appareil utilise le phénomène de la radiation Cherenkov, qui se produit lorsqu’une particule chargée traverse de l’eau ultrapure à grande vitesse et produit un éclat bleuté.
- Il consiste en un réservoir d’eau avec un photomultiplicateur de haute sensibilité.
- Il enregistre des signaux d’à peine quelques nanosecondes, capturant l’“empreinte digitale” de chaque particule.
- Actuellement, il mesure environ 600 000 particules par heure, stockant les données localement en Antarctique et ne transmettant que des synthèses traitées vers le continent.
Nœuds antarctiques et collaboration internationale
Depuis deux ans, Neurus dispose d’un second nœud à la Base San Martín, ce qui permet de comparer les flux de particules en des points séparés de 700 km. Le projet fait partie du réseau international LAGO (Latin American Giant Observatory), qui connecte des observatoires du Mexique à l’Antarctique et dérive de l’Observatoire Pierre Auger à Mendoza.
Les campagnes d’installation et de mise à jour ont impliqué des chercheurs tels que Sergio Dasso, Noelia Santos, des techniciens de l’IAFE et des spécialistes de l’Institut Antarctique Argentin.
Innovation technologique
Le système intègre une technologie de pointe :
- Estampillage temporel avec une résolution de 10 nanosecondes, synchronisé par GPS.
- Électronique basée sur FPGA pour une acquisition précise.
- Télémétrie qui transmet les données presque en temps réel aux serveurs de l’IAFE.
Ce développement est pionnier : il n’existe pas d’autres observatoires similaires sur le sol antarctique. Les résultats consolident une perspective innovante : utiliser les rayons cosmiques comme capteurs environnementaux de précision pour mieux comprendre la circulation globale et les défis du changement climatique.
Le projet Neurus reflète plus de 15 ans de travail institutionnel et positionne la science argentine à la frontière de la connaissance. Sa contribution permet non seulement d’étudier l’espace, mais aussi de comprendre la dynamique atmosphérique de l’Antarctique, un territoire clé pour l’avenir du climat mondial.
