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.
Conferenza sui raggi cosmici e mostra sui pianeti.
In occasione della mostra sui pianeti del sistema solare, si terrà un breve ciclo di conferenze a cura della Pro Loco di Carnago e in collaborazione con il Gruppo Astronomico Tradatese. Durante la mostra saranno esposti anche rivelatori di particelle cosmiche. La mostra è una ottima occasione per gite scolastiche di qualsiasi ordine e grado. Per i dettagli scaricare la brochure di seguito:
Una bomba da 220 PeV negli abissi del Mar Mediterraneo 12.02.2025
KM3NeT ha misurato il segnale prodotto da un neutrino cosmico dell’energia record di circa 220 PeV. Il risultato presentato dalla Collaborazione scientifica KM3NeT è stato pubblicato su Nature. KM3NeT è un grande osservatorio di neutrini sottomarino situato nel Mar Mediterraneo. L'evento registrato denominato KM3-230213A è stato rivelato il 13 febbraio 2023 (l'analisi dei dati richiede spesso anni) ed è compatibile con un neutrino dell’energia stimata di circa 220 PeV (220 x 1015 eV). Questo evento, denominato KM3-230213A, è il neutrino più energetico mai osservato finora e fornisce la prima prova che nell’universo vengono prodotti neutrini di energie così elevate...
Fonte: INFN
Raggi cosmici da microquasar di piccola massa 29.01.2025
I microquasar sono generalmente classificati in base alla massa della relativa stella nel sistema e i sistemi di piccola massa sono molto più comuni di quelli di massa elevata. Per molto tempo sono state osservate prove di accelerazione delle particelle solo dai microquasar di massa elevata. Un esempio è SS 433, un microquasar contenente una stella circa dieci volte la massa del nostro Sole, identificato come uno dei più potenti acceleratori di raggi cosmici della galassia. Ciò ha portato a supporre che i microquasar di piccola massa semplicemente non avessero la potenza necessaria per produrre raggi gamma. Una scoperta rivoluzionaria della Dott.ssa Laura Olivera-Nieto del Max-Planck-Institut fur Kernphysik (MPIK) in Germania e del Dott. Guillem Marti-Devesa dell’Università di Trieste, mette in discussione questa ipotesi. Analizzando 16 anni di dati provenienti dal Fermi Large Area Telescope della NASA, i ricercatori hanno identificato un debole segnale di raggi gamma associato a GRS 1915+105, un microquasar con una stella più piccola del Sole. I raggi gamma rilevati hanno energie superiori a 10 GeV, suggerendo che questo sistema potrebbe accelerare le particelle fino a energie ancora più elevate...
Fonte: SPACE DAILY
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