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Université Paris-Diderot - Paris VII (05/07/2006), Philippe Gorodetzky (Dir.)
Mesure Précise du Rendement Absolu de la Fluorescence de
l'Azote dans l'Air.
Conséquences sur la Détection des Rayons Cosmiques d'Ultra-Haute Énergie
Gwenaëlle Lefeuvre1
EUSO Collaboration(s)
(05/07/2006)

L'étude du spectre en énergie des rayons cosmiques d'ultra-haute énergie (E > 1020 eV) impose de déterminer cette dernière avec bien plus de précision que ce qui est réalisé actuellement. La gerbe de particules créée dans l'atmosphère peut être détectée soit par l'échantillonnage au sol des particules, soit par la détection de la fluorescence produite par l'excitation de l'azote par les électrons de la gerbe. La mesure de la fluorescence est, pour le moment, la méthode la plus simple et la plus fiable, car elle ne fait pas appel aux lois de la physique hadronique à des énergies extrêmes, domaine inaccessible aux accélérateurs. La connaissance précise du facteur de conversion entre énergie déposée et nombre de photons de fluorescence émis (le rendement) est donc essentielle. Jusqu'à présent, il n'a été déterminé qu'avec une précision de 15 %. Cette expérience a pour objectif principal la mesure de ce rendement à mieux que 5 %. Pour cela, des électrons (~1 MeV) provenant d'une source radioactive excitent l'azote de l'air. Cette précision a été atteinte par la mise en œuvre d'une méthode de calibration nouvelle de l'efficacité absolue des photomultiplicateurs détectant les photons à mieux que 2 %. Le rendement de la fluorescence, mesuré puis normalisé à 0.85 MeV, 760 mmHg et 15°C, vaut
4.23 ± 0.20 photons par mètre,
soit 20.46 ± 0.98 photons par MeV déposé.
Par ailleurs, et pour la première fois, le spectre de la fluorescence de l'azote excité par une source a été mesuré de façon absolue au moyen d'un spectromètre optique à réseau.
1 :  APC - UMR 7164 - AstroParticule et Cosmologie
Physique/Astrophysique/Cosmologie et astrophysique extra-galactique

Planète et Univers/Astrophysique/Cosmologie et astrophysique extra-galactique
rayons cosmiques – gerbes atmosphériques – fluorescence – azote – tubes photomultiplicateurs.
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