Résumé
Les vaisseaux spatiaux pourraient-ils utiliser des déflecteurs magnétiques pour se protéger des rayons cosmiques?
Les chambres à brouillard ont été utilisées pour détecter les particules chargées dans les rayons cosmiques, et des scientifiques ont posé l'hypothèse que les rayons cosmiques pourraient être déviés des vaisseaux par des déflecteurs magnétiques. Ce projet de recherche a employé non seulement des expériences physiques, mais aussi une simulation numérique pour visualiser et explorer les effets des champs magnétiques sur les trajectoires des particules radioactives.
Nous avons défini notre problème de recherche ainsi: Quels effets un champ magnétique a-t-il sur la trajectoire des particules chargées?
Nous avons visé à approcher ce problème de trois façons différentes:
I. Par observation directe dans une chambre à brouillard
II. Par observation indirecte à l'aide d'un "canon à particules" et d'un compteur Geiger
III. En construisant un modèle sur ordinateur qui simule l'effet de champs magnétiques sur des particules chargées
Les expériences physiques ont utilisé une chambre de Wilson pour établir la trajectoire naturelle de particules radioactives (expérience témoin) par observation directe. Un aimant (variable) a été introduit pour étudier son effet sur la trajectoire des particules. Des données supplémentaires ont été obtenues grâce au "canon de particules" destiné à les diriger en un seul faisceau. Des preuves évidentes ont également été obtenues montrant que des champs magnétiques peuvent être à l'origine de déviation dans les trajectoires des particules.
Un modèle sur ordinateur a été construit, basé sur l'équation de la force de Lorentz, la deuxième loi du mouvement de Newton, et l'équation de la densité du flux magnétique d'un dipôle. Des premières simulations de l'effet de champs électriques, magnétiques, et électromagnétiques sur les trajectoires des particules chargées dans une grande variété de configuration ont été obtenues, fournissant des visualisations précises et versatiles des trajectoires de particules.
Alors que l'observation directe et des expériences de laboratoire sont la base traditionnelle de la recherche scientifique, dans l'Âge Numérique, il y a une dépendance croissante sur la modélisation et la simulation sur ordinateur. Ce projet de recherche profite aussi de l'occasion pour examiner les différences épistémologiques entre expériences de laboratoire et simulations numériques dans la recherche scientifique et pour analyser les avantages et les limitations de chaque méthode dans la réponse au projet de recherche.
Les chambres à brouillard ont été utilisées pour détecter les particules chargées dans les rayons cosmiques, et des scientifiques ont posé l'hypothèse que les rayons cosmiques pourraient être déviés des vaisseaux par des déflecteurs magnétiques. Ce projet de recherche a employé non seulement des expériences physiques, mais aussi une simulation numérique pour visualiser et explorer les effets des champs magnétiques sur les trajectoires des particules radioactives.
Nous avons défini notre problème de recherche ainsi: Quels effets un champ magnétique a-t-il sur la trajectoire des particules chargées?
Nous avons visé à approcher ce problème de trois façons différentes:
I. Par observation directe dans une chambre à brouillard
II. Par observation indirecte à l'aide d'un "canon à particules" et d'un compteur Geiger
III. En construisant un modèle sur ordinateur qui simule l'effet de champs magnétiques sur des particules chargées
Les expériences physiques ont utilisé une chambre de Wilson pour établir la trajectoire naturelle de particules radioactives (expérience témoin) par observation directe. Un aimant (variable) a été introduit pour étudier son effet sur la trajectoire des particules. Des données supplémentaires ont été obtenues grâce au "canon de particules" destiné à les diriger en un seul faisceau. Des preuves évidentes ont également été obtenues montrant que des champs magnétiques peuvent être à l'origine de déviation dans les trajectoires des particules.
Un modèle sur ordinateur a été construit, basé sur l'équation de la force de Lorentz, la deuxième loi du mouvement de Newton, et l'équation de la densité du flux magnétique d'un dipôle. Des premières simulations de l'effet de champs électriques, magnétiques, et électromagnétiques sur les trajectoires des particules chargées dans une grande variété de configuration ont été obtenues, fournissant des visualisations précises et versatiles des trajectoires de particules.
Alors que l'observation directe et des expériences de laboratoire sont la base traditionnelle de la recherche scientifique, dans l'Âge Numérique, il y a une dépendance croissante sur la modélisation et la simulation sur ordinateur. Ce projet de recherche profite aussi de l'occasion pour examiner les différences épistémologiques entre expériences de laboratoire et simulations numériques dans la recherche scientifique et pour analyser les avantages et les limitations de chaque méthode dans la réponse au projet de recherche.