APi Detectors

home
@-mail
print
Login
Astroparticelle - NewsAPi News
logo

Cosmic Rays Detector AMD 16

Rivelatore di muoni e sciami elettrofotonici nuovo prototipo

Questo nuovo rivelatore è stato concepito per fare misure di assorbimento sott'acqua, un esperimento che abbiamo in programma di fare da diversi anni.

 

AMD16 cosmic rays and gamma detector
Rivelatore di raggi cosmici AMD16.

 

Lo strumento utilizza 4 sensori GMT o tubi Geiger-Muller, due tubi sovietici ultra collaudati, tipo SBM19 e due tubi di produzione cinese tipo J305. Le dimensioni fisiche di questi tubi sono praticamente identiche, mentre le caratteristiche elettriche risultano molto differenti, differente anche i livelli di polarizzazione e di sensibilità.



Setup dello strumento.


Per il fatto della differenza elettrica tra i sensori, il setup dello strumento è stato particolarmente lungo e complesso. L'intenzione era di produrre due canali di misura principali, uno per rivelare i muoni e uno per rivelare le cascate elettrofotoniche (raggi gamma ed elettroni) nella materia e prodotte da diverse interazioni "terziarie". Lo scopo è stato raggiunto utilizzando due tubi in posizione verticale con il segnale di coincidenza tra di essi per la misura dei muoni; mentre per la misura degli sciami gamma si considera la coincidenza di tre GMT, quello superiore insieme al segnale dei due GMT laterali. Questa configurazione a "lambda" deriva dal tipo di misure eseguito dai ricercatori come Bruno Rossi con Giuseppe Occhialini e Patrick Blackett e anche Hartland Snyder e altri, per rivelare sciami secondari di particelle nella materia prodotti per interazione coi raggi cosmici.


AMD16 cosmic rays and gamma detector
Rivelatore di raggi cosmici AMD16 in funzione.


I dati sono registrati da un data logger Arduino su scheda SD per un totale di 6 canali (4 GMT = gamma e particelle cariche, Muoni e sciami gamma) Le prove iniziali sono molto buone e promettenti. Il rate di muoni è quello atteso per strumenti di questo tipo, mentre per la coincidenza tra tre GMT non abbiamo precedenti dati su cui fare confronti. La comparazione tra due misure, una a cielo libero, e una posizionando una lastra di pochi mm di piombo sopra al rivelatore conferma la potenzialità di misurare gli sciami di particelle (prevalentemente elettroni e raggi gamma) prodotte all'interno della materia.

 


Differenza tra la densità di muoni, con e senza lastra di piombo.
Con la lastra di piombo si nota una sensibile diminuzione nelle frequenze maggiori.


Lo scopo dell'esperimento che sarà prodotto sott'acqua sarà quello di verificare l'assorbimento stesso della radiazione cosmica nell'acqua e la possibile produzione di sciami elettrofotonici nei primi centimetri o decine di centimetri sotto la superficie dell'acqua.


Differenza tra la densità di eventi shower, con e senza lastra di piombo.
Con la lastra di piombo si nota un sostanziale aumento nelle frequenze maggiori.


Sott’acqua i muoni hanno un potere di penetrazione enorme quindi per basse profondità vengono praticamente attenuati solo quelli a bassa energia. Adroni ed elettroni vengono frenati nei primi cm di acqua, perciò non sono rilevabili. I raggi gamma possono penetrare parecchie decine di cm a seconda dell’energia. La relazione di assorbimento dei fotoni nella materia è conosciuta come legge di Lambert. L’intensità è ridotta in base a: I= I0 * e^-α*d dove alfa è il coefficiente lineare di attenuazione o assorbimento (1/cm) d è distanza (in cm), alfa a sua volta è: α=µ*ρ, dove µ = coefficiente di massa e ρ è la densità[1]. µ (=α/ρ) è chiamato coefficiente di attenuazione di massa e si misura in cm2/g (si ricava da tabelle). La relazione si può scrivere come I=I0*e^-µ*d*ρ, sostituendo d*ρ con X che è la profondità di interazione (o interaction depth - g/cm2) si ha: I=I0*e^-µ*X.

Al momento sono in fase alcune simulazioni ed esperimenti per valutare le potenzialità di questo piccolo ma efficiente strumento.

[1] L'utilizzo delle lettere greche per indicare queste quantità non è uniforme tra i vari autori e libri specialistici, ad esempio Domenico Pacini utilizzava lambda minuscolo in vece di alfa, probabilmente per indicare l’interation mean free path (la distanza media in cm percorsa da una particella tra una interazione e l’altra).

M.A.

 


To the top

Astroparticelle - schegge per lo sviluppo della conoscenza...


⚛ In primo piano

AI tools per la ricerca

Gli strumenti di intelligenza artificiale dedicati alla scrittura in generale e nella ricerca scientifica in particolare stanno crescendo continuamente. Esistono ormai AI dedicate al mondo accademico, come ausilio per comporre articoli e tesi, non solo per la scrittura, ma anche per tutte le componenti necessarie, come immagini grafici, tabelle e altro. Avevamo promesso un aggiornamento progressivo della pagina dedicata a Chat GPT, ma dato il rapido evolversi di questo campo abbiamo preferito aggiungere questa pagina come "scorciatoia" per raccogliere gli strumenti più interessanti e utili per gli scopi accademici più disparati...

AI in research field



Muon Monitor in real time



News dal Mondo


L'intelligenza artificiale riconosce la massa delle particelle più energetiche della radiazione cosmica 25.03.2025

Lo studio è stato condotto all'Osservatorio Auger in Argentina, dove è stato utilizzato il deep learning per estrarre dati dalla profondità di interazione degli sciami di raggi cosmici atmosferici per risalire alla massa della particella primaria. Di solito questa analisi è affidata sulla misura della massima luce fluorescente, tuttavia i telescopi a luce fluorescente dell'osservatorio funzionano solo nelle notti limpide e senza luna, quindi ci sono molti meno dati disponibili per la valutazione statistica rispetto ai rilevatori di superficie, che funzionano 24 ore su 24. Questo compito è ora svolto dall'intelligenza artificiale addestrata a ricostruire innumerevoli piogge di particelle simulate. Pertanto, ora i dati dei rilevatori di superficie possono essere utilizzati per la stima della massa. I risultati suggeriscono che le particelle più energetiche che colpiscono la Terra di solito non sono protoni, ma nuclei significativamente più pesanti come atomi di azoto o di ferro...

cosmic rays

Fonte: PhysOrg


Una supernova vicina potrebbe aver causato un'ondata di diversificazione virale. 5.03.2025

Una supernova vicina che ha inondato la Terra di raggi cosmici 2-3 milioni di anni fa è stata ritenuta responsabile di un aumento di diversificazione dei virus in un lago africano all'epoca. La connessione rimane abbastanza speculativa, ma si aggiunge ad altre ricerche sulla natura dell'evoluzione e apparizione delle nuove specie, non solo su scala virale. Quando le supernovae esplodono nella nostra regione della galassia, l'effetto più immediato è un'esplosione di luce e raggi cosmici, che può influenzare la nostra atmosfera superiore. Successivamente, gli elementi più pesanti formati nell'esplosione possono raggiungere la Terra. Il più significativo di questi, per scopi di ricerca è il ferro-60, i cui picchi in antichi sedimenti ci hanno allertato su antichi eventi astronomici. Una ricerca sui virus - nel lago Tanganica, in Africa - ha dimostrato che il loro tasso di diversificazione è accelerato proprio 2-3 milioni di anni fa... 

cosmic rays

Fonte: APJ, IFLS



☄ Il libro: Costruire un rivelatore di muoni a GMT

Il telescopio per i raggi cosmici

In tutte le librerie online! - una guida per chi vuole cimentarsi nella costruzione di un rivelatore di particelle elementari e toccare con mano la fisica dei raggi cosmici e l’astronomia, due campi distinti e unificati dalla fisica delle astroparticelle...

Libro


Area riservata

Accedi | Registrati

x

Iscriviti

Per ricevere aggiornamenti periodici inviaci la tua email.

oppure registrati

Questo modulo serve solo come iscrizione alle newsletter, per accedere all'area riservata è necessario registrarsi.

INFN

CERN LHCF

supernova alert

EOS

supernova alert