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AMD15 - rivelatore di raggi cosmici a GMT

Prototipo 06.2021

Introduzione

AMD15 è un nuovo prototipo per rivelare i muoni cosmici che utilizza due sensori Geiger-Müller 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.

 

DIY cosmic rays detector

 

Descrizione

Come per tutti i rivelatori di raggi cosmici ( vedi anche AMD5), si considera come muone (raggio cosmico secondario) solo la particella che attraversa almeno due contatori allineati su di un asse - entro un determinato tempo (finestra di acquisizione) - questo per poter discriminare i ragggi cosmici dalla radioattività naturale, dato che solo i muoni sono così penetranti da poter attraversare molto materiale senza perdere energia in modo apprezzabile.

GMT cosmic rays detector
Rivelatore di raggi cosmici AMD15

 

Caratteristiche tecniche:

La struttura del detector è stata realizzata tramite profilati di alluminio e l'elettronica è montata direttamente sui tubolari nella parte posteriore. Una pulsantiera permette di modificare alcune impostazioni, come l'esclusione della coincidenza e il tempo di acquisizione dei raggi cosmici su due finestre temporali (una caratteristica comune a tutti i rivelatori AMD). A seconda del tipo di misura desiderata si può selezionare la combinazione più adatta, altri comandi servono per attivare un buzzer, lo spegnimento dei LED e un relè per inviare il segnale dei cosmici a un pannello luminoso o per altri scopi didattici; le impostazioni sono visibili tramite un pseudo-display a LED. AMD15 è predisposto per diversi collegamenti in uscita, ad esempio per collegare computer, data-logger o altri microprocessori.

Il rivelatore è alimentato con un singolo alimentatore da 12 V, per cui è possibile anche il funzionamento a batterie.

rivelatore di raggi cosmici
Pannello luminoso di AMD15

 

AMD15 in funzione

 

 

Primi dati

Dopo la messa a punto, lo strumento è stato collegato a un notebook per eseguire un test sulle tre impostazioni principali di registrazione: con la finestra di acquisizione standard C1 (60 ms); con la finestra di acquisizione selettiva C2 (0.2 ms); escludendo del tutto la coincidenza. Rispettivamente le tre impostazioni misurano: prevalentemente raggi cosmici; solo muoni; prevalentemente radioattività naturale. Il risultato dell'analisi è visibile nelle immagini seguenti.


Risultato dell'analisi statistica.


Plot dei risultati nelle tre impostazioni.

Risultati

I GMT di questo modello sono risultati i più sensibili in assoluto tra quelli provati in precedenza (SBM10, SBM19, STS5, SBM20, SI22...), tuttavia la sensibilità si avvicina a quella per i modelli SI22 che in effetti sono solo di qualche centimetro più corti. Con la finestra di acquisizione C1 la media è risultata essere di quasi 33 cpm, da confrontare con la finestra C2 di circa 3 cpm, questo fa pensare che sarà necessario ridurre il tempo di C1, perchè la grande sensibilità dei sensori fa registrare molta (troppa) radiazione ionizzante naturale, non visibile da altri GMT utilizzati con gli stessi parametri. Escludendo la coincidenza infatti il numero di particelle al minuto è risultato essere maggiore di 230 (115 cpm x GMT).

grafico raggi cosmici - test
Muon detector AMD15

 

Salvo altre destinazioni, il rivelatore AMD15 sarà impiegato nella rete di rivelatori del progetto ADA.

 


 

 


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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


Utilizzo peculiare delle sonde spaziali ESA 1.07.2021

Gli scienziati dell'ESA hanno utilizzato i dati dei software di manutenzione dei sistemi delle sonde Rosetta e Mars Express per fare chiarezza sui raggi cosmici nel sistema solare. I raggi cosmici ad alta energia causano la corruzione dei file nei computer, studiando i registri dei malfunzionamenti causati da particelle  che colpiscono i circuiti il team dell'ESA si è reso conto che, poiché le missioni nello spazio profondo viaggiano più lontano e più a lungo, questi registri possono svolgere il doppio compito di misurare la variazione dell'attività dei raggi cosmici in diverse parti del sistema solare nel tempo. Per lo studio, hanno esaminato i registri di manutenzione per la missione Mars Express dal 1 gennaio 2005 al 17 settembre 2020 e quelli della missione Rosetta dal 1 gennaio 2005 al 30 settembre 2016. Il set di dati inoltre consente agli scienziati di analizzare i raggi cosmici non solo nel tempo, ma anche nello spazio confrontando i conteggi dei cosmici tra le navicelle spaziali e le osservazioni sulla Terra in antartico, nonché a distanze variabili dal Sole. 

Le misurazioni hanno rivelato che il numero di raggi cosmici aumenta di circa il cinque percento per unità astronomica (150 milioni di km). I raggi cosmici su Marte si comportano in modo molto simile che sulla Terra e sono fortemente influenzati dal ciclo solare. Man mano che il Sole diventa più attivo e ospita più macchie solari, vediamo meno raggi cosmici, poiché la nostra stella ne devia di più. Tuttavia, questa anti-correlazione si vede circa 5,5 mesi più tardi - non è immediata - e la ragione di questo ritardo rimane un'intrigante questione aperta...

Fonte: ESA



☄ Il libro: Costruire un rivelatore di muoni a GMT

Il telescopio per i raggi cosmici

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