Une équipe internationale de chercheurs a proposé un moyen de mesurer indirectement le taux de rayons cosmiques frappant la Terre sur des millions d'années. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , ils suggèrent d'utiliser les empreintes laissées par les neutrinos atmosphériques dans les soi-disant « paléo-détecteurs », des minéraux naturels exprimant les traces de dommages résultant des reculs nucléaires.

Chaque instant de chaque jour, la Terre est bombardée de rayons cosmiques, dont la plupart sont des noyaux légers et des protons. Et comme ces rayons cosmiques traversent l'atmosphère, certains d'entre eux entrent en collision avec des atomes, en les brisant et en produisant des neutrinos, qui pleuvent sur la planète. Les astrophysiciens ont noté qu'une méthode pour étudier l'histoire de ce bombardement pourrait en révéler plus sur les sources des rayons cosmiques. Dans ce nouvel effort, les chercheurs suggèrent que les roches cachées profondément sous la surface de la Terre pourraient détenir un tel record.

Des recherches antérieures ont montré que lorsque des neutrinos sont produits dans l'atmosphère, ils peuvent traverser la Terre et se diriger vers l'espace. Mais pour certains, le voyage se termine lorsqu'ils entrent en collision avec des atomes à l'intérieur de la roche profondément sous la surface de la Terre. Cela crée un chemin de débris qui déplace certains des atomes dans le cristal qui comprend la roche. Les physiciens les appellent reculs nucléaires.

Les chercheurs suggèrent qu'il devrait être possible d'extraire une partie de cette roche et d'étudier les reculs nucléaires pour en savoir plus sur l'histoire des rayons cosmiques frappant la planète. Pour savoir si cela est possible, l'équipe a mené des expériences pour estimer la probabilité de trouver des reculs nucléaires dans divers types de roches. Les expériences ont abouti à la construction de simulations informatiques. Et les simulations ont montré que la longueur estimée de certains des reculs nucléaires devrait être de l'ordre de 2 à 20 ou 50 à 100 micromètres de long, des plages qui pourraient être distinguées des autres sources de fond. Les chercheurs suggèrent que le recul nucléaire trouvé dans des échantillons de roche profonde pourrait fournir un enregistrement des frappes de rayons cosmiques remontant à 1 milliard d'années. Obtenir ces échantillons, ils notent, exigerait un certain effort - les trous de forage traditionnels exposeraient les échantillons à des frappes qui se produisent aujourd'hui, ils devraient donc être protégés d'une manière ou d'une autre.

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