Présentation générale

Le rayonnement cosmique (RC) est un flux de particules énergétiques chargées qui bombarde de façon continue les couches supéieures de l'atmosphère terrestre. Il est aujourd'hui établi que la source de ce rayonnement est galactique mais les sites de production et d'accélération de ces particules restent inconnue même si plusieurs indices semblent montrer que l'environnement des supernovae constitue un candidat naturel. Les particules issues de ces sources sont diffusées et confinées par le champ magnétique galactique. Le flux de particules arrivant au niveau de la terre est donc, en dehors des effets locaux dus au champ magnétique terrestre, isotrope. De plus lors de la propagation dans la galaxie, les ions du rayonnement cosmique interagissent avec la matière interstellaire et produisent par fragmentation des particules dites secondaires. L'indice spectral des distributions en énergie des éléments du RC reflète la dynamique de sa propagation, en particulier la conjugaison des effets liés au spectre de source du RC et ceux liés à sa propagation (accélération, absorption et échappement). L'évolution de l'indice spectral avec l'énergie des particules du RC constitue un test sensible des composantes qui déterminent cette évolution.
La mesure précise du flux des ions du rayonnement cosmique a pour objectif d'établir l'origine et d'étudier les processus d'accélération et de propagation du rayonnement cosmique. En particulier la mesure des rapports des flux secondaires sur primaires (B/C ou SubFe/Fe) permet de contraindre très efficacement les modèles de propagations du RC dans la galaxie car elle est directement liée au grammage vu par les particules lors de la propagation. La connaissance et la caractérisation des processus liés à la propagation permet de reconstruire le spectre source du RC et donc de contraindre les processus d'accélération à l'origine du rayonnement cosmique.
Parmi les expériences de mesure du RC, les détecteurs AMS et CREAM sur lesquels nous sommes impliqués sont des projets clés dans ce domaine et qui impliquent des collaborations internationales. AMS (expérience spatiale devant être installée sur la station spatiale internationale) permettra de collecter une statistique de plusieurs ordres de grandeurs supérieure à celle existante aujourd'hui dans le domaine d'énergie allant du GeV (10⁹ eV) au TeV (10¹² eV). CREAM est une expérience qui utilisera à terme des ballons d'ultra longue durée de vol (ULDB) de la NASA pour accumuler la statistique suffisante pour explorer le domaine d'énergie allant du TeV au PeV (10¹⁵ eV). La participation à l'expérience CREAM est une activité nouvelle de l'équipe qui aujourd'hui approuvée et soutenue par le conseil scientifique de l'in2p3 et une financé par l'ANR pour la période 2007-2010.