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26 Chapitre 1. Contexte scientifique et expériences
Le Dr Bernard Lovell (voir http://www.jb.man.ac.uk/history/early.html),
de l’université de Manchester, étudiait les rayons cosmiques en utilisant des chambres
de Wilson. Lors de la deuxième guerre mondiale, l’effort de guerre a consisté, pour lui,
à travailler sur le développement de systèmes radar. Il remarqua des échos rapides et
furtifs et il s’est demandé si ces signaux pouvaient provenir des gerbes atmosphériques.
À la fin de la guerre, il a utilisé un radar militaire, qu’il a installé à Manchester. Pour
s’éloigner des sources de bruit électromagnétique, il demanda au département de botanique
un endroit isolé. Cet endroit existait, cétait Jodrell Bank. Il reprit ses expériences,
au calme cette fois-ci, mesura à nouveau de nombreux échos radar mais ceux-ci étaient
produits par la queue de plasma des météorites. C’était en décembre 1945 (voir la
photo 1.19). Le Dr Bernard Lovell est décédé le 6 août dernier. Il était né le 31 août 1913
tel-00814988, version 1 - 18 Apr 2013
Figure 1.19 – Jodrell Bank en 1945. Le Dr Bernard Lovell pensait voir le signal radio des gerbes
mais il observait en fait l’écho radar de la queue de plasma des météorites.
et fut le premier directeur de Jodrell Bank entre 1945 et 1980.
En 1948, P.M.S Blackett est le premier à penser à la détection des gerbes via l’émission
de lumière Cherenkov [31]. Il a montré que la lumière Cherenkov des gerbes serait
de l’ordre de 10 −4 du fond lumineux d’une nuit sans Lune. Ce sont J. V. Jelley et W. Galbraith
qui ont observé ces flashs Cherenkov les premiers en septembre et octobre 1952,
dans le domaine optique 300 − 550 nm. Le détecteur était composé d’une poubelle en
métal contenant un petit (25 cm) miroir parabolique de signalisation de la deuxième
guerre mondiale [32] ainsi qu’un photomultiplicateur de 5 cm de diamètre mis au foyer.
Un amplificateur et un oscilloscope complétaient l’instrument. Leurs travaux ont fait
l’objet de la publication [33]. J. V. Jelley s’est demandé si les gerbes émettaient également
dans le domaine radio. Le bon sens (physique) indiquant tout de même que le
signal devrait être quasiment inexistant pour des longueurs d’onde supérieures à la distance
caractéristique séparant les charges dans la gerbe si l’on suppose qu’il existe autant
de charges positives (positrons) que négatives (électrons). Le rayonnement produit par
les particules chargées plus massives (muons et ions notamment) est négligeable. Cette
égalité de charges supposée est mise à mal par Askaryan [34] qui démontre qu’il doit
exister un excès de charges négatives dans la gerbe : les positrons s’annihilent d’une part
et des électrons apparaissent d’autre part (via effet Compton ou électrons arrachés aux
atomes environnants). L’énergie typique de ces électrons est dans la gamme 2 − 30 MeV.
Askaryan prédit également que cet l’excès de charge d’électrons (∼ 10%) dans une gerbe
pouvait créer une émission cohérente à une longueur d’onde de ∼ 7 m. Le rayonnement