Fisica delle AstroParticelle. Aldo Morselli INFN Roma 2 e Dipartimento di Fisica Università di Roma "Tor Vergata"

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Chiara Messina
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1 Fisica delle AstroParticelle Aldo Morselli INFN Roma 2 e Dipartimento di Fisica Università di Roma "Tor Vergata"

2 Cosa Riceviamo dal Cielo Radiazione Elettromagnetica Raggi Cosmici Neutrini Particelle Esotiche Onde Gravitazionali

3 Radiazione Elettromagnetica Gamma, X, UV, Light, IR, Radio Non viene influenzata dai Campi Elettrici e Magnetici Dà informazioni sulla localizzazione delle sorgenti emittenti Non dà informazioni su una eventuale esistenza di antimateria nel Cosmo

4 Raggi Cosmici Particelle cariche : protoni, antiprotoni, elettroni, positroni, nuclei, antinuclei (?), Altro (?) Risentono dei campi elettrici e magnetici Portano da distanze differenti un campione di materiale galattico ed extragalattico ed accelerato ad energie molto elevate.

5 Victor Hess dopo uno dei voli su pallone nei quali è stato scoperto l aumento di radiazione ionizzante con l altitudine

6 Ciclo di Vita dei Raggi Cosmici Galattici Produzione Accelerazione Propagazione nel Mezzo Interstellare Interazione nel Mezzo Interstellare Fuga dalla Galassia

7 Accelerazione dei Raggi Cosmici Le esplosioni delle Supernove sono la sorgente dell energia responsabile dell accelerazione dei raggi cosmici di alta energia Accelerazione alla nascita mediante lo shock iniziale Accelerazione quando le onde di shock da supernovae incontrano il materiale interstellare

8 Esplosione di supernova

9 La CRAB Pulsar

10 a rotating black hole in an accretion disk

13 Le Galassie

Confinamento dei raggi cosmici nelle galassie Galassia 1 parsec : 3.085 10 16 m 1 anno luce: 0.

14 Confinamento dei raggi cosmici nelle galassie Galassia 1 parsec : m 1 anno luce: 0.3 parsec Disco Galattico Intensità media del campo magnetico galattico: 3µG Tempo di confinamento: ~ 10 milioni di anni

15 Underground lab

16 yak

18 Esperimento AUGER Argentina 3000 km 2, E > ev At Mendoza site (AR): 1600 water tanks (10m 2 each) 6 fluorescence telescopes (10 m 2 each)

19 Particelle Intrappolate - fasce di Van Allen

20 Flusso di raggi cosmici a terra Il flusso di particelle a terra per area orizzontale ammonta a 180 particelle/(m 2 s) La maggior parte (75%) di esse è composta da muoni, in quanto protoni ed elettroni sono per lo più assorbiti dall atmosfera (ad esempio la percentuale di protoni ad 1 GeV/c è pari al 3.5%

21 Effetti non quantificabili dei raggi cosmici Il fenomeno dei Lampi di Luce nello spazio

22 I Lampi di luce (Light Flashes) Interazione tra nuclei ed apparato visivo Indice di altro tipo di effetti (non necessariamente dannosi) legati alla radiazione

23 Possibili meccanismi Luce Cherenkov Ionizzazione diretta della retina Protoni di Knock-on da nuclei pesanti

24 Gli esperimenti Sileye-1 e Sileye-2 ( ) sulla MIR

25 X view detector, Plane 1 Y view detector, Plane 1 14 Plane 2 Plane Eye bulb All distancesin mm Figure 1. Silicon detector setup scheme for SilEye-2 (see text for details). Passive Iron absorbers of 1 mm interposed between planes are not shown.

26 Svezia 96

27 Agosto 1995, Mosca

28 L astronauta Sergej Avdeev con il casco ed il rivelatore di SilEye-1 a bordo della Stazione Spaziale MIR

29 SilEye sulla Stazione Spaziale MIR

30 The CAPRICE 94 flight

31 MASS Matter Antimatter Space Spectrometer

32 MASS 89 flight

33 MASS 89 flight

34 MASS 89

35 AMS-01 STS 91 Flight, June 1998

36 PAMELA Payload Expected Date of launch: 2004 The Resurs-DK1 satellite Carrier rocket: SOYUZ

37 CERN 98

38 PAMELA: Test su fascio di particelle - CERN June

39 SPS Test Beam Data: p 50 GeV/c Tracce di particelle nel rivelatore PAMELA Protoni SPS Test Beam Data: p 100 GeV/c

40 SPS TestTracce di particelle nel rivelatore PAMELA Beam Data: p Protoni che interagiscono 50 GeV/c SPS Test Beam Data: p 100 GeV/c

41 Tracce di particelle nel rivelatore PAMELA SPS Test Beam Data: e elettroni - 50 GeV/c SPS Test Beam Data: e GeV/c

43 Dai quark al Cosmo

44 if the doors of perception were cleansed everything would appear as it is, infinite (W.Blake)

46 La materia predominante nell'universo e' la stessa materia di cui siamo fatti noi?

Di cosa è fatto l'universo? Ora sappiamo che esiste della materia oscura, necessaria per spiegare la dinamica delle stelle nelle Galassie e delle galassie nei Cluster di Galassie.

47 Di cosa è fatto l'universo? Ora sappiamo che esiste della materia oscura, necessaria per spiegare la dinamica delle stelle nelle Galassie e delle galassie nei Cluster di Galassie. Questa materia oscura non è composta della stessa materia di cui siamo fatti noi, ma non sappiamo ancora cos'è Le stelle periferiche delle galassie ruotano più velocemente della velocità di fuga e l'unica spiegazione è che ci sia più materia di quella che vediamo nella galassia. Questa è un evidenza indiretta della presenza di materia oscura.

48 Solo il 15% della materia dell'universo è composta della stessa materia di cui siamo fatti noi. Una nuova rivoluzione Copernicana!

49 ma come si fa a scoprire cosè la materia oscura?

50 LXe NaI(Tl) R&D low bckg Ge for sampling meas. LIBRA

51 GLAST

52 PAMELA Payload Expected Date of launch: 2004 The Resurs-DK1 satellite Carrier rocket: SOYUZ

Sorgente Creazione e accelerazione I raggi cosmici viaggiano per circa 10 milioni di

Modulazione Atmosfera 40 km Rivelatori in alta montagna Esperimenti spaziali a circa

Rivelatori di sciami estesi Esperimenti di Fisica delle Astroparticelle

53 Sorgente Creazione e accelerazione I raggi cosmici viaggiano per circa 10 milioni di anni nella nostra galassia prima di arrivare a noi γ ν Raggi cosmici Propagazione Modulazione Atmosfera 40 km Rivelatori in alta montagna Esperimenti spaziali a circa 400 km di altezza Rivelazione diretta Balloons ~ 40 km ~3 g/cm 2 residual atmosphere Rivelatori di sciami estesi Esperimenti di Fisica delle Astroparticelle RivelatoriCherencov Acceleratori di particelle Esperimenti sottoterra, sotto il giaccio, sotto l'acqua

54 When the storms rage around us, and the state is threatened by shipwreck, we can do nothing more noble than to lower the anchor of our peaceful studies in the ground of eternity J.Kepler Questa presentazione la potete trovare su:

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