Limite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin
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La limite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin (ou limite GZK, en anglais : GZK limit ou GZK Cutoff) est une limite théorique majorant l'énergie des rayons cosmiques provenant de sources distantes.

Cette limite fut calculée en 1966 par Kenneth Greisen, Vadem Kuzmin et Georgi Zatsepin, d'après les interactions prévues entre le rayon cosmique (Le rayonnement cosmique désigne de manière générale le flux de particules de haute énergie (c'est-à-dire relativistes) présent dans tout l'Univers. Il s'agit pour sa partie chargée principalement de protons (entre 85 et 90 %) et de...) et les photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se...) issus du 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 les directions.). D'après ces calculs, les rayons cosmiques d'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.) supérieure à 5.1019 eV intéragieraient avec ces photons, produisant des pions. Ces chocs se produiraient tant que l'énergie des rayons serait au delà de cette limite. Ce qui fait que des rayons d'origine lointaine (une autre galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.), par exemple) observé depuis la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la...) ne dépasseront jamais ce niveau d'énergie.

Cependant, des observations par l'AGASA révèlent des rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule...) d'énergie supérieures à cette limite. L'existence de tels rayonnements est un paradoxe (Un paradoxe est une proposition qui contient ou semble contenir une contradiction logique, ou un raisonnement qui, bien que sans faille apparente, aboutit à une absurdité, ou...) connu sous le nom du paradoxe GZK ou paradoxe du rayon cosmique.

Ces observations contredisent certains points de la relativité restreinte (On nomme relativité restreinte une première version de la théorie de la relativité, émise en 1905 par Albert Einstein, qui ne considérait pas la question des accélérations d'un référentiel, ni les interactions...) et 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 physique des hautes...) telles que nous les connaissons aujourd'hui. Par contre, nous avons quelques explications possibles à l'observation (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 appropriés. Le plaisir procuré explique la...) de ces phénomènes. L'observation (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 appropriés. Le plaisir procuré...), tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) d'abord, peut être remise en doute : une erreur minime ou une mauvaise interprétation peut fausser les résultats. Ensuite, cette limite ne s'applique qu'aux sources distantes - il est possible que les rayons observés aient été émis de notre propre galaxie. Une autre suggestion implique des particules à haute énergie, les neutrinos, qui par leur interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) créeraient les rayons observés.

Nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de théories exotiques ont été proposées pour expliquer ces observations, la plus remarquable d'entres elles est probablement celle de la relativité doublement restreinte.

En 2003, des expériences menées au GLAST et à l'observatoire Pierre Auger (Pierre Victor Auger (14 mai 1899 - 25 décembre 1993) était un physicien français né à Paris, fils du professeur de chimie Victor Auger et beau-frère de Francis Perrin. Il a travaillé en physique...) ont fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément...) des observations à partir desquelles on devrait bientôt être à même d'infirmer ou de confirmer la justesse des précédents résultats.

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