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Une mini rafale de rayons gamma a été créée en laboratoire

Rayons gamma. Crédits : NASA/GSFC

Une équipe internationale de chercheurs créait il y a quelques semaines une mini rafale de rayons gamma en laboratoire. De quoi étudier leur comportement, et potentiellement comprendre d’où viennent ces rayons projetés dans le cosmos.

Les éclats de rayons gamma, d’intenses explosions de lumière, sont les événements les plus brillants jamais observés dans l’Univers. Ceux-ci ne durent que quelques secondes ou minutes. Malgré leur intensité, la source de ces sursauts gamma reste encore mystérieuse. Pour tenter d’en savoir plus, des chercheurs ont récemment réussi la prouesse de créer – en laboratoire –  une mini version de ces rayons gamma. Les détails de cette étude sont disponibles dans les Physical Review Letters.

L’une des sources potentielles de ces rayons gamma pourrait être les trous noirs. Ainsi, étudier ces rayons permettrait alors d’évaluer certaines propriétés clés des objets dont ils sont issus. Les faisceaux libérés par les trous noirs seraient pour la plupart composés d’électrons et de leurs compagnons « antimatières », les positrons (toutes les particules ont des contreparties d’antimatière identiques à elles-mêmes, mais avec une charge opposée). Ces faisceaux doivent avoir des champs magnétiques puissants et auto-générés et la rotation de ces particules autour des champs pourrait alors dégager de puissants éclats de rayons gamma. Du moins, c’est ce que les théories prédisent.

Le problème, c’est que les chercheurs ne savent pas réellement comment ces champs seraient générés. Autre problème, et non des moindres, ces faisceaux proviennent de galaxies lointaines, situées parfois à des milliards d’années-lumière de la Terre. Il a donc été récemment conclut que la meilleure façon de déterminer la production de sursauts gamma serait de les imiter en les reproduisant à petite échelle en laboratoire. Pour étudier leur évolution, il suffirait de reconstituer une source – à plus petite échelle – de ces faisceaux électron-positron.

Pas conséquent, un groupe de chercheurs a récemment réussi à créer cette première réplique à petite échelle, en utilisant l’un des lasers les plus intenses de la planète – le laser Gemini – situé au sein du laboratoire Rutherford Appleton, au Royaume-Uni.

Pour vous donner une idée de l’intensité de ce laser, prenez toute l’énergie solaire qui frappe notre planète et concentrez là en un faisceau de quelques microns d’épaisseur seulement (l’épaisseur d’un cheveu humain). En tirant ce laser sur une cible, les chercheurs ont été capables de mesurer ces rayons gamma et de les copier pour étudier leur comportement. Ils ont alors pour la première fois pu observer certains des phénomènes clés qui jouent un rôle majeur dans la création de ces sursauts gamma, tels que la génération automatique de champs magnétiques.

Ceux-ci ont pu confirmer certaines prédictions théoriques majeures de la force et de la distribution de ces champs. En bref, cette expérience confirme que les processus actuellement utilisés pour étudier et comprendre les sursauts gamma sont sur la bonne voie. Mais finalement, pourquoi est-ce important de nous préoccuper d’événements aussi éloignés ? Tout d’abord, parce que le fait de savoir comment les sursauts gamma sont générés nous permettra de mieux comprendre les trous noirs, et d’élargir ainsi le domaine de recherches sur la naissance de notre Univers et son évolution.

Mais il y a une raison plus subtile encore. Le SETI, en charge de la capture de messages de civilisations extraterrestres, se focalise principalement sur les signaux électromagnétiques de l’espace qui ne peuvent pas être expliqués naturellement – il se concentre principalement sur les ondes radio, mais les rayons gamma sont également associés. Ainsi, afin d’isoler d’éventuelles transmissions « intelligentes », vous devez d’abord vous assurer que toutes les émissions naturelles soient parfaitement expliquées afin qu’elles puissent être exclues.

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