Micro-physique des observables de rayons cosmiques – MiCRO

Le transport des rayons cosmiques (RC) dans notre Galaxie est un sujet multidisciplinaire à l'intersection entre les astroparticules, la physique nucléaire et l'astrophysique des plasmas. Plus d'un siècle après leur découverte, notre compréhension de la microphysique du transport des RC est remise en question par les récentes mesures, directes et indirectes, de haute précision. Une vision auto-consistante du transport des RC devrait être capable de reproduire l’ensemble de leur observables en combinant les théories les plus avancées de turbulence plasma avec les instabilités induites par les RC qui fournissent une rétroaction sur cette turbulence.

Le projet ANR JCJC MiCRO comble pour la première fois le fossé théorique et numérique entre les communautés des astroparticules et de la physique des plasmas en exploitant la complémentarité d'une approche de la physique fondamentale des plasmas et d'une modélisation efficace de la phénoménologie des RC. MiCRO comporte trois modules de travail gérés par le chercheur principal, un post-doc engagé dans le cadre de ce projet et une équipe d'experts reconnus dans tous les domaines concernés. Le projet combine des techniques analytiques et des simulations ab-initio massivement parallèles, fluides et cinétiques, pour faire progresser notre compréhension de la turbulence et de son couplage non linéaire avec la cinétique des RC. Des simulations globales de transport de RC et d'émission multi-messagers sont ensuite utilisées pour comprendre le lien entre la microphysique des RC et leurs observables. Nos résultats permettront (a) d'identifier les caractéristiques des données qui peuvent être interprétées comme des preuves irréfutables pour différents modèles de transport, et (b) d'avoir un potentiel prédictif pour les données des observatoires actuels et futurs. Le projet fournira également (c) des outils numériques de pointe en libre accès et (d) une base de données publique de simulations de turbulence plasma et de RC.