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CARPET

Un curioso mostro a GMT

CARPET è un tipo di rivelatore (telescopio) di raggi cosmici a tubi Geiger. Questo rilevatore è stato progettato nel 2006 e sviluppato dal Lebedev Physical Institute (LPI) di Mosca - Russia, all'interno di una cooperazione scientifica internazionale tra LPI, il CRAAM (Centro di Radio Astronomia e Astrofísica Mackenzie), San Paolo - Brasile e CASLEO in Argentina. Sono stati costruiti diversi rivelatori di questo tipo e installati in remote parti del mondo: alla Città per la scienza e la tecnologia King Abdulaziz (KACST), Riyadh - Arabia Saudita; al Complesso Astronomico El Leoncito (CASLEO), San Juan - Argentina; alla L.N. Gumilyov Eurasian National University, Kazakhstan; e naturalmente all'istituto LPI di Mosca.

CARPET è stato progettato per colmare il divario tra i monitor di neutroni e i telescopi a muoni. A confronto con altri tipi di rilevatori di raggi cosmici, il rilevatore CARPET è sensibile alle componenti secondarie di bassa energia prodotte dal flusso di raggi cosmici primari (galattici o solari) che impattano nell'atmosfera. Uno degli obiettivi scientifici di questo strumento è lo studio del rapporto tra i processi atmosferici e ambientali (come tempeste di polvere e temporali) e altre particelle nel flusso dei raggi cosmici secondari.


La cellula di base di CARPET

Il rivelatore utilizza i GMT russi SBM19 (STS6), (gli stessi che utilizziamo in alcuni rivelatori come l'AMD6 1 2) ed è composto a blocchi di 10 GMT impilati 5 a 5, fino a un totale di 24 blocchi ovvero 240 GMT! Il telescopio registra il numero di eventi in tre canali indipendenti, lo strato superiore, quello inferiore e il numero totale di particelle che attraversano simultaneamente i due piani, superiore e inferiore (metodo delle coincidenze). I canali "Su" e "Giù" sono sensibili agli elettroni e positroni con energie superiori a 200 keV, protoni superiori a 5 MeV, muoni superiori a 1,5 MeV e fotoni con energie superiori a 20 keV. Il canale in coincidenza (telescopio) registra segnali da elettroni con energie superiori a 5 MeV, protoni con energie maggiori di 30 MeV e muoni con energie maggiore di 20 MeV. Essendo in configurazione classica di coincidenza, i muoni possono essere considerati come il principale contributo di questo canale.

Al centro (KACST) di Riyadh dal 2017 è installato un rivelatore CARPET a 12 blocchi, i suoi risultati sono comparabili a quelli di uno scintillatore di 1m2 di superficie, il confronto è stato fatto con altri due strumenti presenti nello stesso centro di ricerca: un rivelatore a scintillazione e un rivelatore a camera multifilare, entrambe di dimensioni intorno al metro quadro.


Il rivelatore CARPET di KACST

 

La soglia di sensibilità a basse energie è utile per studiare alcuni fenomeni geofisici come "l'effetto diurno", una fluttuazione periodica dell'intensità dei raggi cosmici che dipende dalle interazioni di natura elettromagnetica tra il plasma solare e la magnetosfera terrestre.


L'effetto diurno visto dai tre canali del rivelatore installato in Arabia Saudita.

Reference:

R. R. S. De Mendonça et al. Analysis of atmospheric pressure and temperature effects
on cosmic ray measurements - JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH: SPACE PHYSICS, VOL. 118, 1403–1409

A. Maghrabi, Cosmic ray observations by CARPET detector installed in central Saudi
Arabia-preliminary results, Journal of Atmospheric and Solar–Terrestrial Physics 200 (2020) 105194

 


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AMD15 - Nuovo rivelatore di raggi cosmici a GMT

AMD15 è un nuovo prototipo per rivelare i muoni cosmici che utilizza due sensori relativamente grandi, tipo Si21G (210 x Ø18 mm di superficie utile). Il rivelatore è stato costruito con lo scopo di valutare questi GMT mai utilizzati in precedenza. Come per tutti i rivelatori di raggi cosmici si considera come muone (raggio cosmico secondario) solo la particella che attraversa almeno due contatori allineati su di un asse - entro un determinato tempo...



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News dal Mondo


Trappole nel ghiaccio per catturare i neutrini cosmici 20.07.2021

Ricercatori stanno posizionando centinaia di antenne radio sulla superficie del ghiaccio e decine di metri sotto di essa, per catturare le sfuggenti particelle note come neutrini i quali sopraggiungono dal cosmo a energie elevatissime.

Si tratta dell'Osservatorio Radio per Neutrini in Groenlandia (RNO-G) guidato dall'Università di Chicago, dalla Libera Università di Bruxelles e dal centro di ricerca tedesco DESY.

I neutrini sono notoriamente riluttanti a interagire con la materia, il che consente a miliardi di loro di attraversarci ogni secondo senza alcun effetto. È necessario monitorare enormi volumi di materiale per catturare solo una manciata di neutrini che collidono con gli atomi. Un modo per farlo è sfruttare un segnale generato dall'impatto di un neutrino: un impulso di onde radio. Poiché le onde viaggiano fino a 1 chilometro all'interno del ghiaccio, una serie di antenne ampiamente distanziate vicino alla superficie può monitorare un volume di ghiaccio molto grande, a un costo inferiore, rispetto ad altre tecnologie presenti in osservatori come  IceCube al Polo Sud.

RNO-G è il primo sforzo internazionale per testare il principio di rivelazione dei neutrini tramite le onde radio. Una volta completata nel 2023, avrà 35 stazioni, ciascuna comprendente due dozzine di antenne che copriranno un'area totale di 40 chilometri quadrati.

Fonte: Science



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