Schéma du principe de détection
Les particules chargées relativistes d’une gerbe excitent les molécules d'azote de l'atmosphère, générant l'émission de lumière de fluorescence. Le spectre de fluorescence de l'azote est large, mais le rapport signal sur bruit est favorable dans la bande 330-400 nm. Puisque la réponse des molécules d'azote après l'excitation est rapide, la gerbe apparaît comme une sorte de petit disque lumineux se déplaçant en ligne droite à la vitesse de la lumière. La quantité de lumière est proportionnelle au dépôt d’énergie à différentes profondeurs de pénétration dans l'atmosphère. L'intégrale de la lumière enregistrée, ainsi que la quantité de lumière au maximum de la gerbe, permettent de mesurer l'énergie de la particule primaire. La forme de la gerbe, en particulier la position du maximum en fonction de la profondeur de pénétration, donne une indication sur la nature du primaire. Pendant leur propagation dans l'atmosphère, les particules chargées relativistes produisent également de la lumière Cerenkov, qui est focalisée vers l'avant. La lumière Cerenkov réfléchie sur le sol produit une impulsion lumineuse qui indique précisément la position et le temps d'arrivée au sol. Ce point de repère sur le signal conduira à une estimation plus précise de l'altitude du maximum de la gerbe d'une part, et de son angle d'autre part.
Le télescope EUSO, placé sur l’ISS, est conçu pour collecter la lumière émise par une gerbe (fluorescence et Cerenkov) et permettre d’en reconstruire les paramètres caractéristiques. Le détecteur EUSO de conception relativement simple, comportant un système optique composé de lentilles de Fresnel de 2 m de diamètre, un plan focal constitué de photomultiplicateurs à anodes multiples (MAPMT) totalisant 2.2105 pixels, une électronique (digitale et analogique) et un système de déclenchement et de reconnaissance de gerbes, constitue toutefois un défi technologique important.
L'équipe du LPSC s'est impliquée dans la collaboration EUSO, via EUSO-France, et se consacre à plusieurs thèmes différents :
- L'électronique analogique front end
- Le transfert radiatif dans l'atmosphère et sa simulation
- Les calculs de bruit de fond et de cycle utile
- L'expérience ULTRA
Autres sites sur EUSO à visiter sur le Web
- EUSO/AirWatch in Genoa
Genova, Italy
- AirWatch in Palermo
Palermo, Italy
