Spectromètre magnétique Alpha - Définition
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Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) est une expérience de physique fondamentale qui a pour ambition de s’attaquer aux plus grandes énigmes posées par notre univers :
- L’Univers est-il constitué exclusivement de matière, ou bien existe-t-il des étoiles d’antimatière comme le suggère la théorie du Big Bang ?
- Quelle est la nature de la matière noire, invisible, qui constituerait 90 % de la masse de l'Univers ?
Pour répondre à ces questions, l’expérience AMS doit mesurer avec une grande précision et une haute statistique les flux de rayons cosmiques de haute énergie chargés électriquement, un domaine aujourd’hui quasiment inexploré. Il est pour cela nécessaire de faire les observations au-delà de l’atmosphère terrestre. L’instrument, dérivé des technologies utilisées en physique des hautes énergies et en astrophysique, comprend un aimant supraconducteur de grande puissance (20 000 fois le champ magnétique terrestre). Il s’agira du premier spectromètre magnétique envoyé dans l’espace pour une longue durée (3 à 5 ans), et ses performances permettront de gagner des facteurs entre cent et mille en précision par rapport aux mesures actuelles.
Ce type d’instrument est régulièrement employé dans les expériences de physique nucléaire et de physique des particules, mais il faut des prouesses technologiques pour qu’il puisse résister à un lancement dans l’espace et fonctionner dans l’environnement très contraignant qui y règne. AMS devrait être installé sur la station spatiale internationale ISS en 2010 lors du vol STS-134 de la navette Endeavour.
En appliquant les technologies de la physique des hautes énergies à la recherche dans l’espace, l’expérience AMS pourrait ouvrir un nouveau champ à l’exploration scientifique, or bien souvent la nature réserve des surprises lorsqu’on s’aventure dans un domaine inexploré : les découvertes les plus percutantes sont aussi les plus imprévues.
Un vol de démonstration a eu lieu en 1998 à bord de la navette spatiale Discovery avec un instrument prototype simplifié pour valider l’utilisation dans l’espace des technologies utilisées dans AMS, et pour étudier leur comportement. Ce vol de 12 jours a permis de ramener une moisson scientifique, et de découvrir l’existence d’une ceinture de particules cosmiques autour de l’équateur géomagnétique vers 400 km d’altitude. Les données recueillies durant ce vol test ont permis plus d’une dizaine de publications scientifiques.
L’expérience AMS fait l’objet d’une collaboration internationale dirigée par le professeur Samuel Ting du MIT, prix Nobel de physique et initiateur du projet. Elle comprend 60 laboratoires issus de 16 pays, avec une contribution majeure des États-Unis, de l’Europe (Allemagne, Espagne, Finlande, France, Hollande, Italie, Portugal, Suisse), de la Chine et de Taïwan.
