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AMD6 cosmic rays detector

one year of run

Introduzione

Concluso l'esperimento "un anno di dati del rivelatore di raggi cosmici AMD6" collegato all'esperimento ADA, in questa pagina sono brevemente presentati i risultati.

 

educational cosmic rays detector

AMD6, come AMD5 funziona con due GMT in coincidenza e ha un rate medio di particelle pari a 20 cpm.

 

Analisi globale

La statistica generale di un anno di dati è visibile nell'immagine seguente:

 

Il grafico di seguito raccoglie tutti i dati registrati (519006 minuti) da fine maggio 2015 fino ai primi giorni di giugno 2016, si possono notare subito due caratteristiche; una zona iniziale con flusso minore di particelle (da giugno ad agosto 2015) che potremmo definire "anomalia 1" e un picco centrato su maggio 2016 che chiameremo "anomalia 2".

Il prossimo grafico evidenzia invece l'andamento generale per l'anno 2015-2016 (da giugno a giugno), la retta di tendenza nel grafico indica che il flusso dei raggi cosmici nel periodo analizzato è in aumento e questo è facilmente spiegabile con la diminuita attività solare che come effetto permette a un maggiore numero di raggi cosmici di raggiungere la Terra.

 

 

Qui di seguito il confronto tra l'attività magnetica solare (potenziale eliocentrico) e il conteggio di AMD6, per comodità di analisi, i dati sono stati divisi nei 12 mesi relativi:

 

Anomalia 1

L'aumento nel flusso dei raggi cosmici a partire con l'inizio dei mesi più freddi, fa pensare all'effetto stagionale. Da giugno ad agosto 2015 il flusso è intorno ai 18 cpm, mentre a partire da settembre e fino a febbraio rimane intorno ai 20 cpm, da marzo il flusso riprende a diminuire e raggiunge di nuovo 18 cpm all'inizio di giugno 2016 (grafico qui sotto).

Per la spiegazione di questo fenomeno possiamo risalire all'articolo di Blackett sul Physical Review Letters del 1938 che riguarda gli effetti di temperatura e pressione in atmosfera, sul flusso dei muoni. Con l'alta temperatura l'atmosfera si espande più in alto, i muoni sono quindi prodotti ad altitudine maggiore, di conseguenza la loro probabilità di decadere prima di arrivare al suolo aumenta e perciò il flusso misurato è inferiore durante i mesi più caldi. Da notare che il 2015 è stato un anno particolarmente caldo.

Di seguito l'andamento per oltre 53 settimane (13 mesi circa), da fine maggio 2015 a giugno 2016:

 

Anomalia 2

Il picco relativo all'"anomalia 2" rappresentato di seguito è un evento in cui sono stati contati 57 eventi (candidati muoni) nell'arco di un minuto, questo equivale a quasi tre volte il conteggio medio e a 9 volte sigma sopra la media! Un evento di questo tipo è quello che ci aspetteremmo da particelle UHE che generano molti secondari in atmosfera. Particelle UHECR generati da oggetti celesti come le supernove invece lascerebbero segnali anche in altri rivelatori dell'array di ADA, ma sfortunatamente in nessun altro rivelatore si è verificato un conteggio così alto nello stesso periodo di tempo.

 

Conclusione

I dati ottenuti sono molto interessanti ed evidenziano ancora una volta che anche con piccoli strumenti didattici si possono ottenere grandi risultati, l'esperienza con l'AMD6 è conclusa, attualmente il detector è ancora in funzione ma verrà presto sostituito con un nuovo esperimento.

M.A.

 


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