En ce qui concerne les planètes avec des anneaux, nous connaissons la réponse: Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Mais de nouvelles découvertes de l'expérience PAMELA montrent que la Terre possède également un système d'anneaux… Un composé d'antiprotons de rayons cosmiques piégés géomagnétiquement.
"L'existence d'un flux important d'antiprotons confinés à la magnétosphère terrestre a été considérée dans plusieurs travaux théoriques." dit le chef d'équipe, O. Adriani du Département de physique de l'Université de Florence. «Ces antiparticules sont produites dans les interactions nucléaires des rayons cosmiques énergétiques avec l'atmosphère terrestre et s'accumulent dans le champ géomagnétique à des altitudes de plusieurs centaines de kilomètres.»
L'expérience PAMELA - abréviation de Payload for Antimatter Exploration and Light-nuclei Astrophysics - est basée sur une collaboration internationale impliquant environ 100 physiciens. Son équipement de pointe a été conçu pour étudier la nature de la matière noire, l'absence apparente d'antimatière cosmologique et l'origine et l'évolution de la matière dans la galaxie. À l'aide d'un spectromètre à aimant permanent avec une variété de détecteurs spécialisés, PAMELA fouette la Terre sur une orbite très inclinée.
"L'orbite du satellite (inclinaison à 70 degrés et 350 à 610 km d'altitude) permet à PAMELA d'effectuer une mesure très détaillée du rayonnement cosmique dans différentes régions de la magnétosphère terrestre, fournissant des informations sur la nature et les spectres énergétiques des particules sous-coupantes." dit Adriani. «L'orbite du satellite traverse l'anomalie de l'Atlantique Sud (SAA), permettant l'étude des particules piégées géomagnétiquement dans la ceinture de rayonnement interne.»
De ses sous-détecteurs, PAMELA a préparé une portion d'antiprotons, mais ce n'était pas une tâche facile. "Les antiprotons dans la gamme d'énergie sélectionnée sont susceptibles de s'annihiler à l'intérieur du calorimètre, laissant ainsi une signature claire." dit l'équipe. «La segmentation longitudinale et transversale du calorimètre est exploitée pour permettre de caractériser le développement de la douche. Ces sélections sont combinées avec des mesures dE / dx de bandes individuelles dans les avions détecteurs de silicium pour permettre aux douches électromagnétiques d'être identifiées avec une très grande précision.
Pendant 850 jours, les détecteurs ont collecté des données et les ont comparées à des simulations. Les antiprotons piégés dépendaient fortement de la collecte angulaire, de la fonction de réponse directionnelle sur la position orbitale du satellite et de son orientation par rapport au champ géomagnétique. «Tous les antiprotons identifiés, caractérisés par un angle de tangage proche de 90 degrés, ont été trouvés en spirale autour des lignes de champ, rebondissent entre les points de miroir et effectuent également une dérive longitudinale lente autour de la Terre, pour une longueur totale de trajet équivalant à plusieurs rayons terrestres. " dit l'équipe. "Les résultats de PAMELA permettent aux modèles de transport CR d'être testés dans l'atmosphère terrestre et contraignent de manière significative les prévisions des modèles d'antiprotons piégés, réduisant les incertitudes concernant le spectre de production d'antiprotons dans la magnétosphère terrestre."
Source de l'histoire originale: Astrophysical Journal Newsletters.
