Exemple d’une interaction Proton-Proton
Cette interaction, très rare à été observée dans une chambre à brouillard à air (de ce type) au niveau de la mer (+65 m).
Un proton secondaire, crée localement au niveau de la mer à partir d’une particule d’origine cosmique, interagit dans la paroi en verre de la chambre et éjecte un ou plusieurs protons. Ces protons entrent dans la chambre (flèche jaune et rouge sur la photo). La densité d’ionisation indique qu’il ne s’agit pas de particules alpha. Ni d’électrons, la chambre étant soumis à un champ magnétique, ces derniers auraient été déviés. Il ne peut s’agir de muons car leur vitesse relativiste ne laisse que des traces faiblement ionisé . Il s’agit bien de protons de quelques MeV. L’un des deux protons (en rouge), collisionne avec un atome d’hydrogène contenu soit dans une molécule d’eau (H2O) ou d’alcool (C3H8O). Le proton incident étant de faible énergie (quelques dizaines de MeV tout au plus), on peut considérer que sa masse est égale à celle de repos (vitesse nulle), soit qu’elle est identique a la masse du proton du noyau d’hydrogène. Dans ce cas, la mécanique des collisions élastique indique que l’angle de déviation entre les deux particules doit être de 90°, emportant chacun la moitié de l’énergie cinétique du proton incident.
L’angle n’est pas parfaitement de 90° car l’appareil photo n’est pas positionné perpendiculairement au plan d’interaction, sur le dessus de la chambre. L’appareil étant incliné à environ 45° par rapport à la surface d’interaction, l’angle de 90° entre les deux protons apparaît plus élevée.
