Per verificare il buon funzionamento dei rivelatori di raggi cosmici, un esperimento sempre valido è quello di portarli ad alta quota e verificare l'andamento in funzione dell'altitudine. Tuttavia il rivelatore in questione è stato progettato per uno scopo preciso che è quello di verificare la formazione di eventuali sciami di particelle (gamma) sotto spessori di materia e presumibilmente anche sotto la superficie dell'acqua.
Il passo del Furka location per James Bond.
Furka pass
Il passo del Furka è una rinomata località della svizzera tedesca, location del film "Goldfinger" della serie James Bond 007 interpretato da Sean Connery (1964). Il passo si trova in una stupenda cornice alpina collegato col passo del Grimsel e del San Gottardo. La sua quota è di circa 2400 metri e poco più in basso c'è un altro pezzo di storia che è l'Hotel Belvedere. Di fronte all'hotel si trova il ghiacciaio del Rodano (Rhone in svizzero), il secondo per estensione durante l'ultima era glaciale, dopo l'Aletch, ora invece diventato uno dei minori. Il ghiacciaio del Rodano alimenta l'omonimo fiume e il fronte del ghiacciaio è caratterizzato da una grotta artificiale, l'Ice Grotto che dà la possibilità di immergersi letteralmente sotto alla superficie del ghiacciaio.
L'idea di base era di utilizzare il ghiaccio al posto dell'acqua come test per lo strumento, dato che il ghiaccio ha una densità di poco inferiore a quella dell'acqua. Le simulazioni matematiche suggerivano che fino a un metro di spessore di acqua (o ghiaccio), il rivelatore avrebbe potuto rivelare eventuali sciami di particelle gamma, per interazione tra i raggi cosmici e l'acqua stessa. La sorpresa è che lo spessore di ghiaccio sovrastante la grotta è in media superiore a una decina di metri, questo ha vanificato tale possibilità di misura, mentre è stato possibile misurare e con estrema chiarezza l'attenuazione dei muoni.
Il fronte del ghiacciaio del Rodano.
Un primo test sulle variazioni dei muoni rispetto all'altitudine è stato eseguito durante il trasferimento dal passo del Grimsel (2100 m) scendendo a Gletsch (1750 m) e risalendo al passo del Furka (2400 m). Il profilo della media mobile del rate di muoni misurato procede di pari passo al profilo di altitudine misurato dal data logger GPS.
Anche il rate dei segnali gamma assume un andamento in aumento con l'aumentare dell'altitudine. Questo è abbastanza normale se si considera che la radiazione cosmica aumenta con più si sale di quota. In realtà questi dati fanno parte di quello che si può considerare il rumore di fondo del rivelatore e saranno utili da confrontare quando il rivelatore sarà immerso sott'acqua.
Misure di raggi cosmici a confronto con l'altitudine.
In alto a sinistra il profilo di quota (l'altitudine varia da 2100 a 1700 e poi a 2400 metri), a destra il percorso effettuato; sotto a sinistra in blu i muoni e a destra in rosso i segnali dagli sciami di raggi gamma.
Misure nel Ice Grotto
Un secondo test - quello più interessante - è stato eseguito a partire dal parcheggio attinente all'entrata del "Ice Grotto" (rivelatore in spalla) fino alla parte più interna della grotta dove è rimasto in funzione per circa mezz'ora per poi tornare a cielo aperto, sempre in funzione.
Misure di raggi cosmici sotto al ghiacciaio.
Lo spessore di ghiaccio sovrastante varia da 10 fino a 20 metri.
Il risultato come preannunciato è sbalorditivo, l'intensità dei raggi gamma come previsto è assente, mentre l'attenuazione dei muoni (di bassa energia) è evidente; all'interno del grotto i muoni calano vistosamente, il rapporto di attenuazione è del 47% rispetto all'esterno, quindi il calo è quasi del -53%.
Misure di raggi cosmici sotto al ghiacciaio.
Lo spessore di ghiaccio sovrastante varia da 10 fino a 20 metri.
Vista del ghiacciaio dal Klein Furkahorn e misure di raggi cosmici sotto al ghiacciaio.
Videoclip
Ora non rimane altro che organizzare l'esperimento target di questo rivelatore, ovvero le misure a immersione sotto la superficie di qualche lago, ma ancora data e luogo sono da pianificare...
M.A.
L'Universo Nascosto - Il nuovo libro di Alessandro De Angelis 21.03.2024
Con la scoperta dei raggi cosmici, ha avuto inizio una delle imprese intellettuali più emozionanti della storia della scienza. Queste particelle ad altissima energia segnalano la presenza di enormi acceleratori all’opera nello spazio: resti di supernove e buchi neri supermassicci, fenomeni tra i più violenti nell’Universo. Attraverso un’esposizione rigorosa e appassionata, Alessandro De Angelis ripercorre la storia di questa impresa straordinaria che ha già messo piede nel futuro.
La citazione dei vari esperimenti esistenti e in particolare del progetto ADA è un gradito cadeau che onora tutte le persone che da anni sono coinvolte in tali attività...
Esisteremmo se il campo magnetico terrestre non fosse crollato 500 milioni di anni fa? 11.05.2024
Il campo magnetico terrestre è vitale per la vita, senza di esso la radiazione cosmica e solare sterilizzerebbero il pianeta. Ma un nuovo studio suggerisce che non saremmo affatto qui se il campo magnetico non fosse crollato quasi completamente 600 milioni di anni fa, in corrispondenza del periodo edicarano. Solitamente l'indebolimento del campo magnetico terrestre è associato alle grandi estinzioni. Tuttavia un nuovo studio dimostra che un forte calo del campo magnetico sia avvenuto poco prima che la vita complessa esplodesse. Un campo magnetico più debole significa che una maggiore radiazione cosmica ionizzante raggiunge più in profondità l’atmosfera terrestre ed è già stato dimostrato che ciò potrebbe aver aiutato le forme di vita antenate di tutti gli animali ad evolversi...
Una sfida quantistica da risolvere sottoterra 30.04.2024
La radiazione dallo spazio rappresenta una sfida per i computer quantistici poiché il loro tempo di calcolo viene limitato dai raggi cosmici. I ricercatori della Chalmers University of Technology, in Svezia, e dell’Università di Waterloo in Canada, stanno ora esplorando le profondità sotterranee alla ricerca di una soluzione a questo problema. Una causa di errori nei computer quantistici scoperta di recente è la radiazione cosmica. Le particelle altamente cariche provenienti dallo spazio disturbano i qubit sensibili e fanno perdere loro lo stato quantico, nonché la capacità di continuare un calcolo. Ma ora i ricercatori quantistici provenienti da Svezia e Canada uniranno le forze per trovare una soluzione al problema, nella camera bianca più profonda del mondo SNOLAB, due chilometri sotto terra.
SNOLAB mantiene il flusso di muoni più basso al mondo e dispone di avanzate capacità di test criogenici, che lo rendono un luogo ideale per condurre preziose ricerche sulle tecnologie quantistiche...
Fonte: PHYS.org
Accedi | Registrati