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GRAND observe ses premiers rayons cosmiques

par Tristan Beau - 18 septembre 2025

Le projet GRAND a observé ses premiers rayons cosmiques [1, 2, 3] !

GRANDProto300, le principal prototype du projet GRAND, dont 65 antennes ont été déployées dans le désert de Gobi, en Chine, a identifié dans les données enregistrées au cours de la phase de commissioning du détecteur (Janvier-Mars 2025) une trentaine d’évènements présentant toutes les caractéristiques de gerbes atmosphériques, avec en particulier une amplitude du signal radio plus importante autour de l’angle Cherenkov. Trois analyses indépendantes menées au sein de la collaboration, dont celles de Marion Guelfand [4] et Arsène Ferrière [5], doctorant.es au LPNHE, aboutissent à des résultats compatibles, avec des énergies réparties entre 10^17 et 5·10^18 eV, la gamme attendue pour le détecteur. Dans le même temps, le réseau de 10 antennes GRAND déployées sur le site de l’Observatoire Pierre Auger a observé un rayon cosmique détecté par le réseau de cuves Cherenkov de Pierre Auger [6].

Ces résultats confirment que la radio-détection autonome de particules cosmiques est possible. Les paramètres d’acquisition et d’analyse des données sont en cours d’ajustement sur les 2 sites afin d’optimiser l’efficacité de détection. L’expérience GRANDProto300 a pour objectif de démontrer que la détection de gerbes atmosphériques horizontales - telles que celles induites par les neutrinos - est possible de manière efficace et pure, validant ainsi le principe de détection du projet Giant Radio Array for Neutrino Detection, et permettant de passer ainsi à la phase suivante : un réseau de 10 000 antennes visant à la recherche de neutrinos cosmiques d’ultra-haute énergie.

[1] Science news, Août 2025, https://www.science.org/content/art...
[2] O. Martineau-Huynh for the GRAND collaboration, “Status of the GRAND project”, ICRC conference, https://arxiv.org/abs/2507.07260
[3] P. Ma for the GRAND collaboration, “Progress of the GRANDProto300 Project”, ICRC conference, https://arxiv.org/abs/2507.05915
[4] M. Guelfand, P. Fritsch, V. Decoene, O. Martineau-Huynh, and M. Bustamante for the GRAND Collaboration, “Reconstruction of inclined cosmic ray properties with GRAND data”, ICRC conference, https://arxiv.org/abs/2507.04324
[5] A. Ferrière and A. Benoit-Lévy for the GRAND collaboration, “Reconstruction of cosmic-ray properties with uncertainty estimation using graph neural networks in GRAND”, ICRC conference, https://arxiv.org/abs/2507.07541
[6] B. de Errico, J. de Mello Neto, C. Timmermans for the GRAND collaboration, « The GRAND@Auger Prototype for the Giant Radio Array for Neutrino Detection “, ICRC conference, https://arxiv.org/abs/2507.07407


Fig 1 : Amplitude du signal radio en fonction de la distance angulaire à l’axe reconstruit de la gerbe pour l’un des événements identifiés comme une gerbe atmosphérique dans les données de GRANDProto300. La distribution des amplitudes des antennes (cercles bleus) suit la distribution attendue pour un rayon cosmique (courbe noire), avec une nette amplification du signal autour de la angle Cherenkov. Figure par Marion Guelfand.


Figure 2 : distribution en amplitudes des 29 candidats de rayons cosmiques identifiés dans les données du détécteur GRANDProto300 entre Janvier et Mars 2025 pour les 3 analyses conduites au sein de la collaboration, dont celles de M. Guelfand [5] et A. Ferrière [6], doctorats au LPNHE. Figure par O. Martineau.

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