Astroparticelle - cosmic rays detector AMD6

AMD6 cosmic rays detector

one year of run

Introduzione

Concluso l'esperimento "un anno di dati del rivelatore di raggi cosmici AMD6" collegato all'esperimento ADA, in questa pagina sono brevemente presentati i risultati.

AMD6, come AMD5 funziona con due GMT in coincidenza e ha un rate medio di particelle pari a 20 cpm.

Analisi globale

La statistica generale di un anno di dati è visibile nell'immagine seguente:

Il grafico di seguito raccoglie tutti i dati registrati (519006 minuti) da fine maggio 2015 fino ai primi giorni di giugno 2016, si possono notare subito due caratteristiche; una zona iniziale con flusso minore di particelle (da giugno ad agosto 2015) che potremmo definire "anomalia 1" e un picco centrato su maggio 2016 che chiameremo "anomalia 2".

Il prossimo grafico evidenzia invece l'andamento generale per l'anno 2015-2016 (da giugno a giugno), la retta di tendenza nel grafico indica che il flusso dei raggi cosmici nel periodo analizzato è in aumento e questo è facilmente spiegabile con la diminuita attività solare che come effetto permette a un maggiore numero di raggi cosmici di raggiungere la Terra.

Qui di seguito il confronto tra l'attività magnetica solare (potenziale eliocentrico) e il conteggio di AMD6, per comodità di analisi, i dati sono stati divisi nei 12 mesi relativi:

Anomalia 1

L'aumento nel flusso dei raggi cosmici a partire con l'inizio dei mesi più freddi, fa pensare all'effetto stagionale. Da giugno ad agosto 2015 il flusso è intorno ai 18 cpm, mentre a partire da settembre e fino a febbraio rimane intorno ai 20 cpm, da marzo il flusso riprende a diminuire e raggiunge di nuovo 18 cpm all'inizio di giugno 2016 (grafico qui sotto).

Per la spiegazione di questo fenomeno possiamo risalire all'articolo di Blackett sul Physical Review Letters del 1938 che riguarda gli effetti di temperatura e pressione in atmosfera, sul flusso dei muoni. Con l'alta temperatura l'atmosfera si espande più in alto, i muoni sono quindi prodotti ad altitudine maggiore, di conseguenza la loro probabilità di decadere prima di arrivare al suolo aumenta e perciò il flusso misurato è inferiore durante i mesi più caldi. Da notare che il 2015 è stato un anno particolarmente caldo.

Di seguito l'andamento per oltre 53 settimane (13 mesi circa), da fine maggio 2015 a giugno 2016:

Anomalia 2

Il picco relativo all'"anomalia 2" rappresentato di seguito è un evento in cui sono stati contati 57 eventi (candidati muoni) nell'arco di un minuto, questo equivale a quasi tre volte il conteggio medio e a 9 volte sigma sopra la media! Un evento di questo tipo è quello che ci aspetteremmo da particelle UHE che generano molti secondari in atmosfera. Particelle UHECR generati da oggetti celesti come le supernove invece lascerebbero segnali anche in altri rivelatori dell'array di ADA, ma sfortunatamente in nessun altro rivelatore si è verificato un conteggio così alto nello stesso periodo di tempo.

Conclusione

I dati ottenuti sono molto interessanti ed evidenziano ancora una volta che anche con piccoli strumenti didattici si possono ottenere grandi risultati, l'esperienza con l'AMD6 è conclusa, attualmente il detector è ancora in funzione ma verrà presto sostituito con un nuovo esperimento.

M.A.

To the top

⚛ In primo piano

"La vita in un guscio di plasma" il nuovo libro di Marco Arcani 03.08.2026

La Terra è molto più di ciò che vediamo. Da lontano essa appare come una fragile sfera azzurra sospesa nello spazio. Ma osservata con gli "occhi" di una particella elementare, la Terra assume un aspetto completamente diverso: un nucleo protetto da un immenso guscio di plasma, immerso in una rete di campi elettrici e magnetici che la collegano al Sole e all'ambiente cosmico.Quel guscio invisibile non è soltanto una curiosità della fisica spaziale. È probabilmente uno degli ingredienti fondamentali che hanno permesso alla vita di nascere, evolversi e sopravvivere sul nostro pianeta.

La vita in un guscio di plasma accompagna il lettore in un viaggio attraverso magnetosfera, plasmasfera, fasce di Van Allen, aurore polari, raggi cosmici e missioni spaziali, mostrando come questi fenomeni siano parte di un unico sistema profondamente interconnesso.

Ma il libro propone anche una riflessione sul modo in cui costruiamo la conoscenza scientifica. Quando un modello riesce a spiegare solo parte dei fenomeni osservati, è legittimo chiedersi se esistano prospettive diverse, capaci di descrivere la Natura in modo più completo. Lo spirito della scienza non consiste nel difendere un paradigma, ma nel metterlo continuamente alla prova.

La scienza progredisce quando cambia il modo in cui osserviamo la realtà. A volte non servono soltanto strumenti sempre più potenti, ma anche nuovi punti di osservazione e la capacità di vedere con occhi nuovi quello che ci circonda da sempre. Il guscio di plasma della Terra è un esempio di come una prospettiva diversa possa rivelare una connessione profonda tra il nostro pianeta, il Sole e l’intero universo.

News dal Mondo

AMS svela nuovi segreti sui raggi cosmici 12.07.2026

L’Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), installato sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), dal 2011 ha analizzato oltre 200 miliardi di particelle. Ora la collaborazione AMS ha dimostrato che la tradizionale divisione dei raggi cosmici in soli due gruppi è incompleta. I raggi cosmici sono stati tradizionalmente classificati in particelle primarie, prodotte e accelerate da sorgenti astrofisiche, e particelle secondarie, generate quando i raggi cosmici primari interagiscono con la materia durante il loro viaggio nella Galassia (ad esempio in atmosfera). Grazie a 13,5 anni di dati e all’analisi di circa un milione di raggi cosmici composti da elementi pesanti, AMS ha scoperto che entrambi i gruppi presentano popolazioni differenti, in base alla loro rigidità magnetica. I risultati rivelano quindi quattro classi distinte di raggi cosmici: due tipi di raggi cosmici primari e due tipi di raggi cosmici secondari. La scoperta è stata resa possibile dalle misurazioni precise di cinque elementi pesanti — fosforo, cloro, argon, potassio e calcio — che portano a 20 il numero totale degli elementi studiati da AMS. I nuovi risultati dimostrano che la produzione e la propagazione dei raggi cosmici sono processi molto più complessi di quanto ipotizzato in precedenza...

cosmic rays AMS2

Fonte: CERN Bulletin

☄ Argomenti correlati

A.D.A Project

A.D.A Array

Rivelatore di muoni AMD5

Software AstroRad

Introduzione alle AstroParticelle

☄ Il libro Astroparticelle

Il libro AstroParticelle

26.09.2013 - Un viaggio scientifico tra i raggi cosmici raccontato attraverso la storia, le invenzioni i rivelatori e gli osservatori; senza trascurare gli effetti che essi producono coinvolgendo numerose discipline scientifiche tra cui astrofisica, geofisica e paleontologia.