En effet, les particules chargées de la gerbe peuvent générer un champ électrique selon différents mécanismes (émission radio Cerenkov, mécanismes géomagnétiques). La composante muonique est largement dispersée autour de l'axe d'évolution de la gerbe atmosphérique. Les deux principales expériences de détection de neutrinos sont actuellement IceCube et ANTARES.
La détermination de la nature et de l'énergie de la particule est alors soumise aux incertitudes liées aux modèles de simulation utilisés. Une partie du rayonnement pourrait alors être invisible pour les détecteurs, conduisant à une sous-estimation de l'énergie de la particule primaire (21). Dans le domaine des ultra-hautes énergies, les résultats obtenus avec l'expérience HiRes présentée sur la Fig. 24 semblent montrer une diminution progressive de la composition des rayons cosmiques jusqu'à des énergies de l'ordre de 1018 eV.
De plus, une augmentation de composition est observée pour une énergie de l'ordre de 2,1019 eV. Une forte anisotropie de la direction d'arrivée des rayons cosmiques d'ultra-haute énergie est donc attendue. Création d'un courant croisé par la déviation systématique des particules chargées de la douche.
Les charges d'une averse dont la direction d'arrivée serait proche de l'axe géomagnétique ne subiraient qu'une faible influence de la force de Lorentz.
Selon le modèle microscopique, le champ induit E est directement proportionnel au nombre de particules chargées dans la gerbe, donc à la particule primaire. La diminution de la valeur du champ en fonction de la fréquence est interprétée comme la détection d'un phénomène de décohérence. Comme dans le cas du champ géosynchrotron, le champ induit par le mécanisme de courants transverses est proportionnel au nombre de particules chargées et donc à l'énergie de la particule primaire.
Contrairement au champ géosynchrotron, la polarisation du champ transverse doit être purement linéaire et orientée perpendiculairement à l'axe du champ géomagnétique et à la direction d'arrivée de la gerbe. Étant donné que l'amplitude du champ électrique dépend de l'énergie de la particule primaire, la détection radio devrait atteindre son plein potentiel dans le domaine des ultra-hautes énergies. Comme l'amplitude du champ dépend également du paramètre d'impact et toujours dans le but d'une étude approfondie de la technologie radio, il est nécessaire de travailler avec un petit paramètre d'impact, c'est-à-dire se coucher littéralement sous une pluie de particules. .
L'étude du champ électrique avec un grand paramètre de choc est la prochaine étape dans le développement de la technique de détection radio, probablement la dernière avant qu'elle ne devienne une technique efficace et indépendante pour l'étude du rayonnement cosmique à ultra-haute énergie. D'autre part, le champ électrique induit par la gerbe atmosphérique reflète la contribution de toutes les particules chargées (principalement les électrons et les positrons) générées durant tout le développement de la cascade.
Deux hypothèses de base ont ainsi conditionné la phase initiale de développement de l'expérience CODALEMA. Construites spécialement dans les années 1970 pour l'Observatoire de Nançay, ces antennes étaient le détecteur de base de la première configuration de l'expérience CODALEMA. Le premier objectif de l'expérience CODALEMA était de tester la possibilité de détection radio des gerbes atmosphériques à l'aide d'antennes log-périodiques empruntées au réseau décamétrique de l'Observatoire de Nançay.
La collecte de l'expérience CODALEMA est déclenchée lorsque les quatre détecteurs de particules mesurent un signal de manière aléatoire dans une fenêtre de 600 ns. L'objectif principal de l'expérience CODALEMA a donc été atteint avec des preuves irréfutables de la faisabilité de la détection du champ radioélectrique induit (ces résultats ont été publiés en 2005 (48)). L'absence d'estimation de l'énergie de la particule primaire du réseau de scintillateurs a rendu impossible toute étude précise de l'efficacité de la détection radio en fonction de l'énergie.
Historiquement, la bande de fréquence principalement utilisée dans l'expérience CODALEMA est la bande 37-70 MHz. Les gains mesurés ici prendront toute leur importance au chapitre 5 dans le cadre de l'étude d'une corrélation énergétique entre les signaux radio et l'énergie de la gerbe atmosphérique. En effet, si le gain de l'antenne varie selon la direction d'arrivée, il faut tenir compte de cet effet avant de comparer les champs mesurés événement par événement.
Dans le cadre de l'expérience CODALEMA, il est indispensable de corriger le spectre de fréquence. Le comportement de l'antenne dipôle actif CODALEMA est théoriquement bien connu, mais qu'en est-il de son comportement expérimental. Le bruit de fond expérimental doit donc être proportionnel à wm|6} en fonction du temps LST.
L'estimation de l'énergie de la particule primaire dans l'expérience CODALEMA se fait à l'aide de la méthode CIC (Constant Intensity Cut). Nous définissons ainsi l'estimateur d'énergie des particules primaires SO(E) (ou VESS pour la taille de gerbe verticale équivalente). L'acquisition de l'expérience CODALEMA a également évolué vers des cartes MATACQ (voir Annexe) avec des CAN 12 bits.
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Le réseau de scintillateurs LPSC s'étend à 9 stations et devient le déclencheur de l'expérience CODALEMA. L'application de la méthode LPC à l'ensemble des données de l'expérience CODALEMA a permis d'identifier un nombre d'événements radio-détectés supérieur de 28%, soit 219. Dans le cadre de l'expérience CODALEMA, nous considérons le front d'onde radio comme plan.
La répartition en angle d'azimut η des directions d'arrivée de la gerbe de particules détectée par le réseau de scintillateurs de l'expérience CODALEMA est donnée par la figure 77. Dans le cas d'une gerbe de particules atmosphérique, la force de Lorentz exercée sur les particules chargées va donc dépendre sur l'angle entre la direction d'arrivée de la gerbe et la direction du champ magnétique terrestre. Ces résultats indiquent l'existence d'un effet géomagnétique car le nombre d'événements radio-détectés par l'expérience CODALEMA augmente à mesure que la direction d'arrivée de la gerbe s'éloigne de l'axe géomagnétique.
La figure 88 représente, pour chaque événement interne radiodétecté, l'énergie de la gerbe estimée par le réseau de scintillateurs en fonction de l'angle Į. La direction d'arrivée de tous les événements détectés par l'expérience CODALEMA est indiquée sur le côté gauche de la figure 95. L'existence d'un observable radio dépendant de l'énergie de la douche a été suggérée par Allan dans les années 1970 (43).
A noter que l'angle d'arrivée en azimut η de la gerbe n'intervient qu'indirectement dans cette formule, dans le calcul de l'angle Į. De plus, bien entendu, l'absence d'estimation de l'énergie de la douche a empêché toute tentative de calibrage énergétique. Cependant, il est nécessaire de tenir compte des conditions de l'environnement radio lors de la mesure du champ électrique induit.
En effet, une dépendance des paramètres du profil longitudinal est attendue en fonction de l'angle zénithal ș. Comme expliqué précédemment, la diminution d0 devrait théoriquement dépendre de l'angle zénithal ș de l'arrivée de la gerbe atmosphérique. La figure 109, à gauche, montre les valeurs du paramètre d0 en fonction de l'angle zénithal ș.
En revanche, le niveau de qualité de l'observable radio E0 dépendra en réalité de la forme du profil. De plus, l'incertitude du paramètre Emay est inconnue car ce dernier ne représente en réalité que la valeur minimale de l'énergie de la gerbe. Dans le cadre de l'expérience CODALEMA, l'incertitude sur les détecteurs, notamment pour
Ce résultat confirme que le paramètre E0 obtenu à partir de la paramétrisation des profils longitudinaux mesurés avec précision semble être un moniteur intéressant de l'énergie des particules primaires.
