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COSMIX en avion...

Exemple de mesure de la variation du taux de muons atmosphériques avec l’altitude

Un compteur d’impulsions sera ajouté pour compter le nombre de particules vues sur les voies simples (chacun des barreaux) et la coincidence. Des discrimateurs (produisant un signal logique quand les signaux analogiques excèdent un seuil, qui sera fixé à 100 mV) seront intégrés à l’électronique. Un prototype équipé d’un petit système d’acquisition basé sur micro-controleur Arduino, incluant un baromètre, une horloge, un GPS et un stockage de données sur une carte mémoire microSD a été testé avec succès.

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La figure ci-contre montre le « système d’acquisition », constitué de 3 platines superposées, la pièce de 2 euros donnant l’échelle. Celle du bas correspond au microcontroleur Arduino, celle du milieu est dédiée au stockage de données et au support du baromètre (dépassant à droite) et celle du dessus au GPS (le module GPS est caché sous la bande adhésive noire). Une carte microSD de 2Gb peut enregistrer l’équivalent de plusieurs mois de données. Le cout d’un tel dispositif, qui est autonome dans la prise de données (sans être connecté à un ordinateur) est d’environ 100 euros.






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Le prototype a été placé dans un avion de tourisme pour un vol d’environ 15 minutes à 6000 pieds (1800m) au sud de Bordeaux. Le profil du vol est illustré dans le panneau du haut de la figure ci-contre, où les altitudes provenant de la pression donnée par le baromètre, convertie en considérant une atmosphère standard, ainsi que du GPS sont représentées en rouge et vert respectivement (Les 2 pics à la fin du vol correspondent à des tours de piste, sans rapport avec l’expérience). L’accord entre les deux mesures est remarquable étant donné la calibration grossière du baromètre et des hypothèses faites sur l’atmosphère. La variation correspondante du taux de muons détectés dans un barreau entier est représentée dans le panneau du bas. Il y a une claire augmentation du taux corrélée à l’altitude de presqu’un facteur 2, le taux passant de 140 particules/minute à l’altitude de l’aéroport de départ (60m) à environ 250 particules/minute à 1800 m.





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Le taux mesuré en fonction de l’altitude est montré dans la figure ci-contre, chaque point correspondant à une minute de données. La ligne noire représente un ajustement linéaire : taux = \alpha \times altitude+ taux_0 où la pente \alpha est trouvée égale à \alpha=0.052\pm0.003 particules/minute/mètre et le taux au niveau de la mer est taux_0 =139\pm2 particules/minute.







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