Un compteur de rayons cosmiques sous terre express
Au plus profond de la terre, dans une ancienne mine d'or en Australie, se trouve un laboratoire où le silence n'est troublé que par de rares éclairs de lumière. Ces éclairs sont les traces de particules cosmiques qui traversent des centaines de mètres de roche. Huit panneaux en plastique, semblables à de grandes feuilles lumineuses, capturent ces particules.
Chaque panneau est un scintillateur qui s'illumine lorsqu'un muon — un lourd cousin de l'électron — le traverse. Les muons naissent en haute atmosphère lorsque les rayons cosmiques entrent en collision avec l'air. Seuls les plus rapides d'entre eux parviennent jusqu'au laboratoire souterrain, et leur nombre a désormais été mesuré avec une précision record.
Le flux mesuré est d'environ six muons par centimètre carré sur cent jours. C'est dix fois plus précis que ce que prédisaient les modèles informatiques. Cette précision est nécessaire pour la future expérience SABRE South, qui cherchera la matière noire — cette substance mystérieuse qui constitue la majeure partie de l'Univers.
Maintenant que le bruit de fond des muons est connu avec précision, les scientifiques pourront distinguer un véritable signal de matière noire des éclairs aléatoires. Le silence souterrain est devenu plus compréhensible, et l'on peut y entendre les murmures les plus faibles de la nature.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2603.11981
We report the first measurement of the underground cosmic muon flux at the Stawell Underground Physics Laboratory. The measurement uses eight EJ200 plastic scintillator panels, equipped with Hamamatsu R13089 PMT pairs at the ends, which are the primary components of the muon veto system for the upcoming SABRE South experiment. The measured muon flux is f = (6.33 +/- 0.04_stat +/- 0.35_sys) x 10^{-8} [s^{-1} cm^{-2}]. This measurement is in excellent agreement with simulations, with a relative uncertainty an order of magnitude smaller than the modelling uncertainty.
Chaque seconde, des dizaines de muons traversent votre corps, mais vous ne le remarquez pas — ils interagissent à peine avec la matière.