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

La radiazione spaziale a bordo di Artemis II 18.04.2026

Al di là dell'orbita terrestre, gli astronauti si trovano ad affrontare le particelle ionizzanti cosmiche che consistono in tre pericoli sovrapposti: particelle intrappolate nelle fasce di Van Allen, particelle da eventi solari (SPE) e i raggi cosmici galattici (GCR) provenienti dall'esterno del sistema solare. Artemis II ha viaggiato nella fase di instabilità successiva al massimo del Ciclo Solare 25, il che crea un certo paradosso: il fondo costante di raggi cosmici galattici è leggermente inferiore in prossimità del massimo solare, ma la probabilità di una tempesta solare dirompente è maggiore...

cosmic rays Artemis II



Muon Monitor in real time



News dal Mondo


Raggi cosmici occultati nella magnetosfera 5.0.5.2026

Nuovi dati della missione cinese Chang’e-4 hanno rivelato una sorprendente “ombra di raggi cosmici” vicino alla Luna. Gli scienziati si aspettavano che la radiazione cosmica nello spazio fosse distribuita in modo uniforme, ma le misurazioni hanno mostrato una regione con radiazione significativamente ridotta. Questa zona occultata sembra estendersi dalla Terra verso la Luna con un’angolazione insolita. I ricercatori ritengono che il campo magnetico terrestre possa influenzare i raggi cosmici molto più lontano nello spazio di quanto si pensasse. Questo effetto crea una sorta di zona di schermatura naturale nel sistema Terra-Luna. La scoperta mette in discussione l’idea che lo spazio vicino alla Luna sia privo di protezione magnetica per le particelle ad alta energia. La scoperta potrebbe inoltre migliorare la comprensione dell’ambiente radiativo nello spazio. Ciò è utile per progettare missioni future più sicure per gli astronauti. Gli scienziati stanno ancora studiando le cause di questo fenomeno inatteso. I risultati indicano che l’influenza magnetica della Terra è più estesa e complessa del previsto...

cosmic rays

Fonte: EOS


Collegamento tra meteo spaziale e cambiamenti atmosferici con i raggi cosmici 27.02.2026

Le condizioni atmosferiche sopra l'Antartide influenzano i cicli climatici globali e sono quindi fondamentali per la valutazione del clima. Tuttavia, studiare i cambiamenti atmosferici in Antartide è piuttosto impegnativo, poiché sono guidati da una varietà di processi su scala locale non facilmente catturabili dai modelli globali. Il monitoraggio delle variazioni stagionali della pressione atmosferica è un modo per tenere traccia dell'evoluzione dell'atmosfera antartica. Con il loro modello, gli autori dimostrano che i rilevatori di raggi cosmici Cherenkov ad acqua possono essere utilizzati in modo affidabile come indicatori delle variazioni della pressione atmosferica, aggiungendo così un nuovo strumento semplice ed efficace per monitorare e studiare le dinamiche della bassa stratosfera sopra l'Antartide...

cosmic rays

Fonte: EOS



☄ 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