3 Attivitá presso la Sezione INFN di Genova

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1 EEE a Genova e Savona: relazione di attivitá Laura Perasso 1 per il gruppo EEE 2 3 marzo Introduzione Presentiamo brevemente l attivitá svolta in collaborazione con gli studenti e i docenti degli Istituti di Savona che partecipano al progetto EEE (l IIS Ferraris- Pancaldo; l IIS Chiabrera- Martini, il Liceo Scientifico O. Grassi) e con l associazione Giovani per la Scienza (GpS) di Savona. Questa nota é la continuazione della presentazione EEE a Genova e Savona svolta nel dicembre 2009 al Simposio Nazionale Progetto La Scienza nelle Scuole: EEE- Extreme Energy Events, presso il Palazzo del Viminale, Roma, da Laura Perasso. 2 Attivitá al CERN Nella primavera 2009, tre gruppi di studenti, con i loro Professori, un Ricercatore INFN e un ragazzo dell Associazione GpS, sono stati al CERN per costruire le tre camere del loro telescopio. I gruppi erano cosí formati: 29 marzo- 4 aprile: Istituto G.Ferraris, con la Professoressa Bianca Ferrari, il Professor Armandino Memme, il Prof. Pasqualino Addiego e il Dottor Gianluca Gemme della Sezione INFN di Genova; 5-9 aprile: Liceo Classico G. Chiabrera, con la Professoressa Angela Vigna, il prof. Ciceri e la Dottoressa Laura Perasso della Sezione INFN di Genova; Carlo 31 maggio-6 giugno: Liceo Scientifico O.Grassi, con il Professor Vittorio Calzona e il Professor Mauro Taiuti dell Universitá e INFN di Genova. Sono stati inoltre presenti al CERN, una settimana ciascuno, i tre GpS tutor : Giulio Pizzigoni con l ITIS, Guido Sivori con il Liceo Classico e Fabio Verbosio con il Liceo Scientifico. 3 Attivitá presso la Sezione INFN di Genova Il 4 agosto 2009 tutte le nove camere sono arrivate a Genova (fig.1); nell autunno 2009 abbiamo progettato e costruito in casa sia il supporto meccanico (officina meccanica dell INFN di Genova, 1 perasso@ge.infn.it 2 P.Abba, D.Bondi, V.Calzona, B.Ferrari, C.Calcagno, M.Folco, G.Gemme, S.Maugeri, A.Memme, M.Moschini, L.Perasso, M.C.Persico, M.Taiuti, S.Squarcia, P. Venturino, A.Vigna

2 Sigg. P.Pollovio e R.Cereseto) che il sistema del gas (Sig. Davide Bondi, dell INFN di Genova): nelle figure 2 e 3 sono mostrati il telescopio nella Sala Grandi Montaggi della Sezione INFN di Genova e il sistema del gas. Figure 1: Arrivo delle camere presso la Sezione INFN di Genova: P.Pozzo, F.Barisone e D.Bondi (da destra) scaricano le casse contenenti le camere. Pur senza la scheda trigger EEE e le scatolette di bassa-alta tensione ufficiali, era nostra intenzione eseguire una prima caratterizzazione delle camere usando in loro vece elettronica NIM standard ([1], fig. 4) e generatori HV CAEN; in questo modo abbiamo potuto eseguire le prime misure della loro efficienza assieme agli studenti facendoli venire, a piccoli gruppi, presso il nostro Laboratorio a Genova affinché si familiarizassero dall inizio con questi rivelatori e la loro sofisticata elettronica di lettura. Per eseguire queste misure avevamo rimesso in funzione [2], per usarli come trigger degli eventi, due rivelatori plastici da posare sopra e sotto il telescopio formato dalle tre camere. Nella primavera e nell autunno 2010 gli studenti di tutti gli Istituti che partecipano al progetto, inclusi alcuni studenti dell Istituto Nautico L.Pancaldo, hanno svolto stage di un giorno intero presso la Sezione INFN di Genova 3 per eseguire i primi test di funzionamento delle camere: abbiamo verificato la tenuta del gas e, in caso di fughe, queste sono state ricercate ed eliminate (é successo solo per due camere), abbiamo acceso la tensione ed eseguito la misura dell efficienza delle strisce delle camere comprese entro l angolo solido definito dal telescopio dei due contatori a scintillazione ( 40X40cm 2 ). In totale sono stati fatti sei stage nella primavera 2010 e otto stage nell autunno 2010 [3] per un coinvolgimento di circa ottanta studenti e una decina di insegnanti. La giornata tipica dei ragazzi a Genova era cosí organizzata: al mattino una breve introduzione sul principio di funzionamento delle camere MRPC e dei contatori a scintillazione, sull elettronica di lettura e di presa dati (trasformazione del segnale analogico in segnale digitale, formazione del trigger, misura delle coincidenze vere e casuali, calcolo dell efficienza); si iniziava quindi la misura dell efficienza, facendo ripetere la misura per alcune volte (in genere cinque) e facendo fare a mano il grafico di questa misura in funzione dell alta tensione applicata. Al termine delle misure facevamo la discussione dei dati presi, facendo calcolare ai ragazzi il valore medio del flusso dei raggi cosmici attraverso i nostri contatori e facendo notare come la misura dell efficienza 4 variava non solo al variare della tensione (figure 5) ma anche in funzione 3 La strumentazione del Laboratorio EEE della Sezione di Genova é stata comperata grazie al supporto della Fondazione CARIGE. 4 Queste misure sono state ottenute usando 100% di C 2 H 2 F 4

3 Figure 2: Il laureando Guido Sivori posa davanti a tre camere MRPC sulla struttura metallica. Figure 3: Il gas mixer (dentro la scatola di supporto) dell angolo solido comune ai contatori e alle camere (figure 6). Abbiamo colto cosı l occasione per introdurre i ragazzi a prime nozioni di statistica e calcolo degli errori. Alcuni insegnanti hanno anche fatto scrivere relazioni su queste misure. Le camere cosı testate, sono poi state consegnate ai rispettivi Istituti (il 28 giugno 2010 al Ferraris e il 16 dicembre 2010 al Grassi e al Chiabrera), tenendo presso l INFN di Genova tre camere (una di ciascun Istituto) per la messa a punto finale del programma di acquisizione dati. 4 Ciclo di seminari sui Raggi Cosmici In questi primi mesi del 2011 abbiamo organizzato un ciclo di seminari sui Raggi Cosmici, seminari che sono la logica continuazione della presentazione del Progetto EEE svolta dal Prof. Zichichi il 10 marzo 2010 presso la Provincia di Savona (evento organizzato dall Associazione Giovani per la Scienza) e del seminario svolto la scorsa primavera presso il Liceo Grassi di Savona, sugli albori dello

4 Figure 4: Elettronica usata a Genova. Crate superiore: elettronica NIM sostitutiva della scheda di trigger di EEE e delle scatolette di conversione bassa- alta tensione; crate inferiore: elettronica di lettura VME di EEE. studio dei Raggi Cosmici in Italia: 13 aprile 2010, Una storia di raggi cosmici raccontata dal Prof. Alberto Bonetti, Professore Emerito dell Universita di Firenze. I seminari scelti quest anno sono: 18 aprile 2011: Seminario del Prof. Giorgio Sironi (Univ. Milano Bicocca): La componente elettronica dei raggi cosmici presso il Liceo Scientifico Grassi - Savona 24 aprile 2011: Seminario del Prof. Roberto Battiston (Univ. di Perugia e INFN): La fisica nello spazio: AMS-02 pronto per la caccia all antimateria presso l Associazione GpS - Campus Universitario di Savona 22 marzo 2011: Seminario del Prof. Sandro Squarcia (Univ. di Genova e INFN): La statistica dei dati di EEE presso ITIS Ferraris - Savona 3 maggio 2011: Seminario del Prof. Pantaleo Venturino (ITIS Ferraris): La scheda di lettura FEA presso ITIS Ferraris - Savona 5 Altre attivita Altre attivita sono sorte presso gli Istituti coinvolti sia per iniziativa degli Insegnanti sia degli stessi studenti partecipanti al progetto. Fra queste: il 27 novembre 2009 l Associazione GpS ha organizzato

5 Figure 5: Curva di efficienza per le camere 89 e 91 in funzione dell alta tensione applicata. Figure 6: Curva di efficienza per la camera 117 in funzione dell alta tensione applicata e della posizione del telescopio di trigger: a destra con gli scintillatori in posizione centrale, a sinistra con gli scintillatori in posizione laterale. un pomeriggio di lezioni sul progetto EEE per tutti gli studenti di Savona partecipanti al progetto; il Liceo Chiabrera ha attivato una pagina web ( il Liceo Grassi ha fatto svolgere alcune relazioni agli studenti sugli stage; é stato attivato un sito Facebook. 6 Prospettive I tre Istituti savonesi hanno attualmente due camere ciascuno, in modo da poter allestire un telescopio ed eseguire, non appena si avrá tutto il materiale necessario, i primi test di funzionamento: fare flussare il gas, collegare l elettronica e le alte e basse tensioni. Presso l INFN di Genova sono rimaste tre camere sulle quali vogliamo testare il programma di presa dati e l analisi relativa. Non appena saremo sicuri di avere ben compreso questo programma di lettura, trasporteremo le tre camere a Savona, una per Istituto, in modo da completare i telescopi e iniziare, si spera senza grossi problemi, la presa dati. Resterá da calibrare accuratamente tutti i GPS, essenziali in queste misure. Dopo questo primo ciclo di seminari sui Raggi Cosmici vorremmo fare una serie di seminari sui rivelatori MRPC e sull elettronica di lettura ad essi associata (da notare che l ultimo seminario di questa primavera é giá sulla scheda di lettura FEA) e sui risultati che otterremo.

6 7 Conclusioni Il progetto EEE continua a destare molto entusiasmo: nuovi studenti arrivano ogni anno e nuovi Insegnanti chiedono di essere coinvolti nella nostra attivitá. Abbiamo cercato di coinvolgere i ragazzi il piú possibile nelle nostre attivitá e misure di Laboratorio e, con il ciclo seminari, dare loro una conoscenza piú approfondita dei raggi cosmici e delle problematiche scientifiche e tecnologiche ad essi collegati. 8 Referenze 1. Guido Sivori, Lettura dati del rivelatore di particelle MRPC nell ambito del progetto Extreme Energy Events (EEE), Tesi di laurea triennale presso l Universitá degli studi di Genova, Corso di Laurea di Ingegneria delle telecomunicazioni, Relatore Prof. Giancarlo Parodi, Correlatore Dott.ssa Laura Perasso 2. Matteo Bargagna, Utilizzo di rivelatori MRPC (Multigap Resistive Plate Chamber) nell ambito del Progetto E.E.E., Tesi di Laurea triennale presso l Universitá degli studi di Genova, Facoltá di S.M.F.N., Corso di laurea in Fisica, a.a , Relatore Prof. Sandro Squarcia, co-relatore Dott.ssa Laura Perasso 3. Stages degli studenti degli Istituti di Savona, presso la Sezione I.N.F.N. di Genova: Aprile 2010: giov. 15, ITIS; mart. 20, Scientifico; giov. 29, Classico; Maggio 2010: giov. 13, ITIS; mart. 18, Classico; giov. 27, Scientifico; Ottobre 2010: mart. 26, Scientifico; Novembre 2010: mart. 9, Classico; mart. 16, Classico; mart. 23, ITIS; mart. 30, Scientifico; Dicembre 2010: mart. 7, Classico; mart. 14, ITIS+AGS ; mart. 21, Nautico.