Le projet GRAND a observé ses premiers rayons cosmiques !

Le déploiement, la calibration et l'optimisation du prototype a été menée principalement par les partenaires de Xidian University et Purple Mountain Observatory. Soixante-cinq antennes sont aujourd'hui en opération stable, dans un environnement peu bruité et maîtrisé. 

Une première sélection réalisée par Jolan Lavoisier, doctorant à l'IAP, et Xishui Tian, doctorant de Peking Université en séjour au LPNHE, a permis d'isoler 41 candidats de signaux physiques sur plus de 500,000 événements de bruits transitoires détectés entre janvier et mars 2025. Trois analyses indépendantes menées au sein de la collaboration GRAND, dont celles de Marion Guelfand, doctorante au LPNHE et à l'IAP, et Arsène Ferrière, doctorant au CEA et au LPNHE, aboutissent à des résultats compatibles, avec des énergies réparties entre 10^17 et 5x10^18 eV, la gamme attendue pour GRANDProto300. 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.

Ces résultats confirment que la radio-détection autonome de particules cosmiques est possible. L’expérience GRANDProto300 a pour objectif de démontrer que la détection de gerbes atmosphériques horizontales - telles que celles induites par les rayons cosmiques ou les neutrinos - est possible de manière efficace et pure, validant ainsi le principe de détection du projet Giant Radio Array for Neutrino Detection. Les estimations réalisées par Sei Kato, post-doctorant à l'IAP, et Clément Prévotat, doctorant à l'IAP, à partir de simulations numériques, prédisent qu'une centaine de rayons cosmiques devraient être observés par jour en phase d'opération complète. 

Cette étape majeure permet de penser à la conception de la phase suivante : un réseau plus grand, visant à la recherche de neutrinos cosmiques d’ultra-haute énergie. Une option envisagée est un réseau hybride efficace combinant des antennes autonomes espacées à la GRAND, et des stations d'antennes phasées à la BEACON, dont la sensibilité serait un facteur 20 meilleur pour un nombre égal d'antennes. Ce réseau pourrait être déployé dans la province de San Juan en Argentine, avec le soutien de partenaires argentins comme ITeDA et le CNEA.