La chasse aux éclairs célestes ✎ express

Original: "Search for Astrophysical Nanosecond Optical Transients with TAIGA-HiSCORE Array"
arXiv:2109.09637 · 2021-09-20 · arXiv non-exclusive · analyse indépendante · 2 min
Un réseau de capteurs lumineux en Sibérie traque de brefs et mystérieux éclairs dans le ciel.

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Dans la taïga sibérienne se dressent une centaine de pièges à lumière — chacun de la taille d'une petite table, mais ensemble ils couvrent un kilomètre carré. La nuit, ces pièges scrutent le ciel et capturent de faibles éclairs de lumière qui naissent lorsque des particules cosmiques percutent l'atmosphère. L'installation s'appelle TAIGA-HiSCORE, et elle fonctionne habituellement comme un immense « œil » pour ces particules.

Mais cet œil possède une propriété rare : tous les pièges sont synchronisés à une milliseconde près. Grâce à cela, l'installation peut repérer non seulement les particules ordinaires, mais aussi des éclairs de lumière très brefs — durant seulement quelques milliards de secondes. De tels éclairs pourraient provenir d'objets cosmiques lointains que personne n'a encore vus.

La synchronisation de cent pièges à la nanoseconde près, c'est comme si cent photographes, à différents coins d'une ville, appuyaient sur le déclencheur avec un écart inférieur au temps d'une oscillation d'une onde sonore.

Les scientifiques ont testé la méthode sur un satellite artificiel de la Terre : l'installation a capté son signal — la technique fonctionne donc. Ensuite, ils ont passé en revue les données de l'hiver 2018-2019 et ont trouvé une paire d'éclairs qui pourraient provenir d'une même source. Mais la probabilité qu'il s'agisse simplement d'une coïncidence due à des particules ordinaires s'est révélée être d'au moins dix pour cent. C'est trop pour affirmer avec certitude qu'il s'agit d'un nouveau phénomène.

En revanche, on connaît désormais la limite : des éclairs plus brillants qu'un certain seuil et plus longs que cinq nanosecondes se produisent au plus deux millièmes d'événements par degré carré de ciel et par heure. C'est comme dire que dans une grande ville, en une heure, on ne peut voir qu'un tel éclair au plus sur une surface de plusieurs terrains de football.

Pour l'instant, le mystère demeure : le ciel se tait, mais les pièges sont prêts. Chaque nuit claire, la centaine d'yeux lumineux de la taïga continue de regarder vers le haut — et, peut-être, un jour, elle attrapera un véritable éclair venu du fin fond de l'espace.

Les cent pièges à lumière de TAIGA-HiSCORE sont synchronisés plus précisément que les horloges d'un smartphone ordinaire : l'écart entre eux est inférieur à une milliardième de seconde.

Scientifiques
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