« Muographie » d’une pyramide

Le 2 novembre 2017, une équipe de scientifiques annonce avoir détecté une cavité de trente mètres de long jamais explorée dans la pyramide égyptienne de Khéops ! Alors qu’aucun perçage n’a été fait, découvrons la technique employée : c’est en fait une véritable radiographie géante pour voir l’intérieur de la pyramide qui a été réalisée !

Pour les radios médicales, on utilise des photons (particules qui composent la lumière) à haute fréquence : ils passent à travers la matière molle mais pas à travers les os, permettant d’obtenir une photo de notre squelette. En revanche, pour la pyramide, pas de matière molle, il faut donc exploiter un autre type de particule : le muon.

Les muons proviennent du rayonnement cosmique constitué de particules à très forte énergie. En approchant de la Terre, elles entrent en collision avec les atomes qui composent l’atmosphère et se désintègrent en plus petites particules dont ces fameux muons.

Les muons présentent plusieurs propriétés qui nous intéressent ici. Ils ont une durée de vie très faible avant de se désintégrer d’eux-mêmes (environ deux microsecondes), mais se déplacent assez vite (proche des 300 000 km/s de la vitesse de la lumière) pour atteindre la surface de la Terre. Au sol, un muon tombe ainsi chaque seconde sur une surface équivalente à une main. Surtout, ils pénètrent à travers les roches qui les ralentissent, si bien qu’ils peuvent disparaître avant d’avoir fini de les traverser.

Ainsi, en comptant le nombre de muons qui parviennent à franchir un obstacle et sachant combien arriveraient en son absence, on peut savoir quelle en était l’épaisseur, voire s’il est creux.

Une dernière propriété des muons est utilisée pour les compter : ils ont une charge électrique négative. Différentes techniques peuvent être mises en place pour détecter les muons : on expose suffisamment longtemps à ce flux naturel (parfois un mois !) des produits qui réagissent chimiquement avec les muons ou qui scintillent quand une particule chargée les traverse. Il est aussi possible d’observer la trace laissée par le passage d’un muon à travers un gaz, l’argon.

Cette technique appelée « muographie » et ces trois modes de détection ont été exploités pour scanner la pyramide et découvrir un manque de matière en son sein trahissant ainsi la présence de cette mystérieuse cavité.

Benjamin Romillons

Actuailes n° 76 – 15 novembre 2017