Info choc sur la plus grande accélération de particules de l'univers
Publié par Redbran le 16/08/2019 à 14:00
Source: © Union européenne, [2019] / CORDIS
Des scientifiques sont parvenus à caractériser des composantes essentielles qui masquent les rayonnements primordiaux émis par le Big Bang. Ces résultats contribueront à lever le voile sur les processus à l'œuvre au cours de ces premiers instants qui ont dégagé une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) un millier de milliards de fois supérieure à celle qu'il est possible aujourd'hui de produire avec les accélérateurs de particules les plus sophistiqués.


©RADIOFOREGROUNDS

Sur la base de nos connaissances actuelles, l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) a été créé il 13.8 milliards d'années, presque instantanément, au cours d'un événement que nous appelons aujourd'hui le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que...). Une "singularité (D'une manière générale, le mot singularité décrit le caractère singulier de quelque chose ou de quelqu'un. En particulier, le terme est employé dans...)" infinitésimalement petite et infiniment chaude et dense s'est produite puis s'est étendue et refroidie très rapidement en bien moins que quelques fractions de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La...).

Comprendre ce qui s'est produit au cours de cette inflation cosmique (L'inflation cosmique est un modèle cosmologique s'insérant dans le paradigme du Big Bang lors duquel une région de l'univers comprenant l'univers observable a connu une phase...) accélérée nous permettrait de mieux appréhender des processus physiques et des échelles d'énergie (magnitudes) d'un intérêt majeur pour de nombreux domaines scientifiques. Toutefois, les indices que le Big Bang a laissé derrière lui sont occultés par tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le "bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la...)" généré par notre cosmos depuis des milliards d'années.

Un consortium financé par l'UE qui travaille actuellement dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) RADIOFOREGROUNDS s'est attelé à caractériser une composante importante de ce bruit. Cela devrait permettre aux scientifiques de le supprimer de leurs observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...), dévoilant ainsi les résidus du Big Bang et de la naissance de notre univers.

Premier plan contre fond diffus

Selon José Alberto Rubiño-Martin, coordinateur du projet, le Big Bang a semé "...les graines primordiales à l'origine de la formation de toutes les structures que nous pouvons observer aujourd'hui dans le cosmos... Le fond diffus cosmologique (Le fond diffus cosmologique est un rayonnement électromagnétique provenant de l'Univers, et qui frappe la Terre de façon quasi uniforme dans toutes...) (CMB selon l'acronyme anglais) est une relique de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...) qui existait dans l'univers des premiers âges et que nous pouvons aujourd'hui identifier dans le domaine des micro-ondes." Les scientifiques s'intéressent tout particulièrement à des fluctuations très subtiles de l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) de la lumière associée au CMB, plus connues sous le nom de Modes B de polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments dipolaires dans les matériaux diélectriques ; En électronique, la polarisation est le fait d'appliquer une tension pour créer du courant...).

Le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les hommes pour...) des modes B de polarisation étant très faible, il est occulté par les rayonnements de premier plan émis par notre propre galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir...) et d'autres sources intergalactiques. José Alberto Rubiño-Martin explique que: "La détection de cette signature primordiale que constituent les modes B permettrait d'ouvrir de nouvelles perspectives pour la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.), à des échelles d'énergie très supérieures au modèle standard de la physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants élémentaires de la matière et les rayonnements, ainsi que leurs interactions. On l'appelle aussi...), soit 12 ordres de grandeur (1 000 000 000 000 de fois) plus grandes que celles que l'on peut obtenir avec le Grand collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) de hadrons du CERN. Ce n'est qu'en utilisant l'univers comme accélérateur de particules (Les accélérateurs de particules sont des instruments qui utilisent des champs électriques et/ou magnétiques pour amener des particules chargées électriquement à des vitesses...) que nous pouvons nous approcher de ces échelles d'énergie."

Faire émerger les grandes lignes

Les émissions synchrotroniques et les rayonnements irréguliers de micro-ondes (AME selon l'acronyme anglais), deux processus physiques à l'origine d'émissions de micro-ondes dans notre galaxie, constituent des phénomènes clés. Et, dans les deux cas, le champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction, définie en tout...) galactique joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche...) un rôle majeur. Toutefois, la polarisation des émissions synchrotroniques n'avait pas encore été vraiment caractérisée et nous ne savions pas si les AME étaient ou non polarisés.

Les AME présentent des pics autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5...) de 20 GHz, alors que les synchrotrons dominent à des fréquences inférieures à 30 GHz. L'équipe a combiné des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de l'expérience CMB de QUIJOTE sur le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) de l'hémisphère nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) menée par l'IAC (10-20 GHz) avec neuf cartes détaillées du ciel obtenues par le satellite Planck (Planck est un satellite artificiel de l'Agence spatiale européenne qui doit être lancé en septembre 2008.) de l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée le 31 mai 1975. Elle est chargée de la coordination...) (30-857 GHz). Des travaux pionniers menés par ces scientifiques découlent des cartes à la pointe de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) qui dessinent dans le ciel de l'hémisphère nord les traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la Commission...) des émissions à 11, 13, 17 et 19 GHz.

Ainsi, comme l'explique José Alberto Rubiño-Martin, "nous avons établi un descriptif détaillé des propriétés de polarisation des émissions synchroniques. Le synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute énergie de particules élémentaires.) polarisé s'avère plus complexe que prévu. ... Par ailleurs, avec QUIJOTE, nous avons établi la limite haute la plus stricte à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...) de la fraction de polarisation des AME, qui s'avère être presque négligeable." Ces résultats devraient avoir un fort impact sur la communauté CMB et sur notre capacité à étudier la période d'inflation cosmique.

Les scientifiques de RADIOFOREGROUNDS partagent aujourd'hui leurs avancées à travers des outils logiciels en source ouverte, des cartes et des modèles de premier plan accessibles au public.

Pour plus d'information voir: site RADIOFOREGROUNDS
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