Libro Astroparticelle sui raggi cosmici
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Progetto A.D.A. sui raggi cosmici

Questa è una pagina di supporto al progetto Astroparticle Detector Array

Progetto ADA raggi cosmici

RAGGI COSMICI UHE...

L'universo è pervaso da radiazione e particelle di diversa natura che si propagano anche a velocità prossime a quella della luce, sono i raggi cosmici.
Le particelle cosmiche o astroparticelle, sono emesse da varie sorgenti; veri acceleratori di particelle come resti di supernove, buchi neri ed altri corpi celesti, alcuni non ancora ben noti. La composizione è prevalentemente costituita da protoni con una piccola componente di nuclei pesanti ed elettroni; nel flusso dei raggi cosmici sono considerati anche i fotoni gamma e i neutrini. Nuclei e protoni essendo elettricamente carichi, vengono normalmente deviati dal campo magnetico galattico e dai campi magnetici interstellari, tuttavia ad energie di 1018 eV questi campi magnetici non sono più sufficienti a deviarne la traiettoria. Ne conseguono due importanti significati: primo, determinandone la direzione di provenienza si possono direttamente individuare le sorgenti e di conseguenza studiarne i meccanismi di accelerazione; secondo, dato che il campo magnetico galattico non li può deviare e confinare, fa pensare che provengano da sorgenti esterne alla nostra galassia. Questa ipotesi è supportata anche dal fatto che nessuna sorgente nota all’interno della galassia può accelerare le particelle ad energie così grandi, ad esempio il limite di accelerazione per le supernove è quello dei 1015 eV.
Le astroparticelle che arrivano in prossimità della Terra, siano protoni nuclei o raggi gamma, quando si scontrano con gli atomi dell’atmosfera provocano uno sciame di particelle secondarie che a seconda dell’energia si propagano verso terra anche fino a livello del mare (e oltre). Il fenomeno degli sciami fu per la prima volta osservato da Bruno Rossi nel 1934. Nel 1938 Pierre Auger iniziò i primi esperimenti per misurare gli sciami atmosferici scoprendo che questi possono essere molto estesi. Auger insieme a Roland Maze con i loro pionieristici esperimenti in alta montagna, sul Pic du Midi e sullo Jungfrau misurarono coincidenze tra apparecchi distanti fino a 320 metri. Uno sciame atmosferico può essere immaginato come un piatto di un certo spessore che si propaga dal punto di collisione allargandosi fino a terra. Il principio di funzionamento di un osservatorio per la misura degli sciami dei raggi cosmici consiste quindi nel distribuire sul terreno numerosi rivelatori ad una certa distanza l’uno dall’altro. Misurando l’energia delle particelle secondarie è così possibile risalire all’energia della particella primaria.

 

E IL PROGETTO ADA...

L’idea di realizzare una rete di rilevamento, mi è venuta dopo aver costruito alcuni prototipi di rivelatori di raggi cosmici, tra cui alcuni modelli a tubi Geiger e dopo essere giunto alla costruzione di uno strumento tanto semplice quanto funzionale che ho chiamato AMD5 (Astroparticle muon detector); ideale per essere impiegato come cellula per un sistema a matrici. Alcuni esperimenti simili ad ADA sono già esistenti, come ad esempio EEE (Extreme Energy Events) promosso dal professor Antonino Zichichi ed ERGO in USA, ma per alcune caratteristiche ADA si può considerare unico. Una di queste è che ogni rivelatore ha una propria sezione web dedicata, con la stampa del grafico dei dati in tempo reale, oltre all’archiviazione di ogni singolo dato ed è liberamente consultabile online: (http://www.astroparticelle.it/public/ada/).

Il vantaggio di avere rivelatori coordinati con un confronto dei dati (a video) in tempo reale, garantisce la possibilità di rivelare qualche evento astronomico “anomalo”. Infatti se un’anomalia nel flusso viene rilevato solo in uno strumento isolato può non avere significato specifico, ma se una variazione significativa si avesse in tutto l’array di rivelatori è chiaro che sarebbe un segnale di un qualcosa ad alta energia che meriterebbe un analisi più approfondita.

Per rimuovere gli stili, controllate che il pannello Stili CSS sia visualizzato nella versione Corrente. Selezionate l'immagine e, nel riquadro Proprietà del pannello Stili CSS, fate clic con il pulsante destro ed eliminate le proprietà di visualizzazione e sfondo (display e background). (Naturalmente potete sempre accedere direttamente al codice ed eliminare manualmente gli stili in linea dall'immagine o dal segnaposto.)

Il progetto prevede quindi l'utilizzazione e la realizzazione di un rivelatore come l'AMD5 che deve essere sistemato in una postazione fissa e dovrebbe funzionare 24 ore su 24, nel limite del possibile tutti i giorni. Ogni strumento dotato del proprio software e collegato ad un qualsiasi computer diventa così un prezioso tassello di un array che in modo del tutto trasparente, durante il suo normale funzionamento invia i rilevamenti ad un web-server che raccoglie i dati in un archivio digitale, da cui chiunque può accedervi e fare analisi. ogni postazione oltre a salvare i dati sul computer locale, invia periodicamente ed automaticamente tramite protocollo FTP, i dati al web-server che può essere il sito web stesso della scuola, osservatorio, privato o altro. L'intervento umano è limitato una volta al mese per una organizzazione coerente dei dati. Il portale astroparticelle.it, funziona come concentratore che preleva i dati da ogni server, fa una prima analisi e ne permette la consultazione online da qualsiasi utente collegato ad internet.