Astroparticelle - schegge per lo sviluppo della conoscenza...

In realtà non conosciamo nulla, perché la verità sta nel profondo. (Democrito)

 
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25/09/2017
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Introduzione alle AstroParticelle

 

supernova Kepler
La Sn 1604, è la supernova scoperta da Kepler nel 1604, l'ultima apparsa all'interno della nostra galassia (Hubble ST).

 

supernova 1987a
Scoperta nel 1987 nella grande nube di Magellano, la Sn 1987A è la prima supernova ad essere stata 'osservata' dagli osservatori di raggi cosmici (Hubble ST).

 

crab nebula
La Crab nebula, resti della Sn 1054, scoperta probabilmente da astronomi cinesi nel 1054 (Hubble ST).

 


 

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.

Libro

 

 

Primo evento coincidente nell'array di ADA(?):

Lungamente atteso, oggi è apparso il primo evento esplicitamente coincidente tra i rivelatori di ADA.

Da quando è in funzione l'esperimento, ormai più di due anni, si sono notate alcune volte segnali di eventi coincidenti in rivelatori diversi (questo è lo scopo dell'esperimento, vedi pagine dedicate) ma mai così evidenti.

Il primo segno di forte attività è stato visto nel rivelatore dell'Osservatorio G.Galilei di Cariati (linea rossa, vedi grafico sotto) che alle 5.03 di questa mattina (26.08.2014) segnava 12 particelle, contro la media di 2 al minuto. Il confronto tra i dati dei tre rivelatori (linea blu: astroparticelle Venegono, linea verde: Osservatorio di Tradate, grafico sottostante) in funzione suggerisce una forte coincidenza di eventi interpretabile come un evento cosmico ad alta energia di un qualche tipo.

 


Figura 1: i segnali in particolare nell'arco di trenta minuti coincidono tra il rivelatore 'rosso' (Cariati) e 'verde' (Tradate).

 

Con soli tre detectors in funzione non si possono azzardare ipotesi, ma è possibile fare una serie di elucubrazioni come puro esercizio pratico:

Il rivelatore 'blu' (AMD7 Venegono) attualmente sta facendo misure di direzione con tre GMT ed è puntato in direzione N-NW con angolo di zenit di circa 60°. I valori riportati dai rivelatori 'rosso' e 'verde' alle 5.03 sono comunque "circondati" da due picchi del rivelatore 'blu', oltre ad altri picchi coincidenti con gli altri rivelatori (figura1).
Nonostante la zona inquadrata dallo strumenta non corrisponda a quella degli altri due, la "struttura" del segnale indica grande attività (8 particelle in totale) nel periodo 4.50AM-5.20AM seguita e preceduta da bassa attività (circa 4 particelle/hr), in fisica le "strutture" lasciano adito a molte speranze (figura2). Questo infatti fa pensare che i segnali delle particelle provenienti da angolazione differente potrebbero in realtà essere provocati dalla stessa causa, magari prodotti da scattering o spallazione con altre particelle secondarie.


Figura 2: La struttura dei dati del riveatore 'blu'.

Il flusso di particelle visto dai rivelatori AMD5 rientra in un angolo di 18° (x 60° circa) di campo e sappiamo che la provenienza delle particelle dei raggi cosmici secondari prevale su angolo di zenit = 0 (a questo proposito sarà pubblicato a breve su queste pagine un interessante lavoro).

Sappiamo anche che le astroparticelle primarie sono deviate dai campi magnetici e solo quelle di tipo UHECR sono in grado di viaggiare in modo rettilineo dalle sorgenti, di conseguenza anche le particelle secondarie possono dare indicazione della direzione di provenienza.
Ora supponendo che una particella UHECR sia entrata in atmosfera proprio nell'orario relativo ai rilevamenti, possiamo andare a vedere il cielo inquadrato dai rivelatori che approssimiamo essere un cerchio con raggio di 9° con origine allo zenit.

Alle 5.03 allo zenit di Cariati compare una zona tra le costellazioni del Triangolo, del Perseo e di Andromeda.


Figura 3: Il cielo visto da Cariati (in generale da tutt'Italia) alle 5.03, il cerchio rosso è l'area inquadrata dai rivelatori 'rosso' e 'verde', l'area in blu sulla sinistra è quella invece inquadrata dal rivelatore 'blu' (immagine stellarium).

 

In questa zona comunque non sono conosciute (almeno da me) particolari sorgenti di raggi cosmici. Il rivelatore 'blu' ci dà anche indicazioni che la provenienza sia meno probabile da N-NW, infatti alle 5.03 non vi è coincidenza con gli altri rivelatori per cui si può escludere quella zona come fonte di probabili sorgenti di r.c.


Figura 4: La zona più "probabile" di provenienza è quella indicata dal cerchio rosso (immagine stellarium).

Per ora abbiamo solo dei deboli indizi i quali probabilmente possono essere solo frutto del caso. Nell'interpretazione dei segnali ricavati dalle particelle nei rivelatori è importante saper leggere i grafici e perciò in questo campo è indispensabile acquisire più esperienza possibile. L'attività non è molto diversa da quella di un radiologo che deve interpretare le immagini radiografiche di specifiche parti del nostro corpo.

Qualunque sia stata la causa dei segnali coincidenti, questo è un buon esempio di come dovrebbe funzionare ADA ed è anche un ottimo stimolo per indurci ad osservare il cielo, in particolare nelle prossime notti, e in quella zona... non si sa mai.

M.A.

 

 

 

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