Raggi cosmici vicino alla Terra : l’attività della collaborazione WiZard Incontro Nazionale di Astrofisica delle Alte Energie Roberta Sparvoli INFN Roma II, Università di Roma “Tor
Raggi cosmici vicino alla Terra : l’attività della collaborazione WiZard
Incontro Nazionale di Astrofisica delle Alte Energie
Roberta SparvoliINFN Roma II, Università di Roma “Tor Vergata”
La collaborazione WiZard• University and INFN, Bari (Italy)• University and INFN, Florence (Italy)• University and INFN, Naples (Italy)• University of Rome Tor Vergata and INFN Roma2, Rome (ltaly)• University and INFN, Trieste (Italy)• Laboratori Nazionali di Frascati INFN, Frascati (Italy)• Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara”, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Florence (Italy)
• Moscow State Engineering and Physics Institute, Moscow (Russia)• Lebedev Physical Institute, Moscow (Russia)• Ioffe Physical Technical Institute, St. Petersburg (Russia)• Royal Institute of Technology, Stockholm (Sweden)• University of Siegen, Siegen (Germany)• NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt (USA)• Particle Astrophysics Laboratory, New Mexico State University, Las Cruces (USA)
Monitoraggio di raggi cosmici in un ampio range di energia da misure dirette:
10 MeV < E < 200 GeV
L’obiettivo e’ realizzato tramite:
1. Missioni con palloni stratosferici
2. Missioni su Stazione Spaziale3. Missioni su satellite
Obiettivi scientifici
Palloni
MASS1 (89)MASS2 (91)
TS93CAPRICE94
CAPRICE97CAPRICE98
Missioni passate e futureSatellite/Stazione Spaziale
1990
1995
2000
2005
Life Science SilEye-1 SilEye-2
Cosmic rays NINANINA-2PAMELA SilEye-3
rays AGILE ALTEAGLAST
Misura dei flussi assoluti e degli spettri energetici degli antiprotoni e positroni
• Collisione inelastica di protoni ed alfa con il mezzo interstellare• Annichilazione o decadimento di materia oscura nell’alone della nostra Galassia• Buchi neri primordiali prodotti nei primi istanti del Big-Bang• Sorgenti extragalattiche
Ricerca di antinuclei
• Ricerca di antinuclei di alta energia da domini oltre il limite esplorato con i raggi gamma (10 Mpc ed oltre)
Interessi primari
Ma anche ...
Natura ed origine dei raggi cosmici
Meccanismi di produzione, accelerazione e propagazione dei raggi cosmici
Misura dei flussi e degli spettri energetici di elettroni, protoni, alfa, necessari per una interpretazione non ambigua di segnali di materia esotica
Misura dei flussi dei muoni a varie altezze nell’atmosfera (anomalia dei atmosferici)
Palloni stratosferici
MASS - 1 (1989)MASS - 1 (1989)
MASS - 2 (1991)MASS - 2 (1991)
TrampSI (1993)TrampSI (1993)
CAPRICE (1994)CAPRICE (1994)
CAPRICE (1997)CAPRICE (1997)
CAPRICE (1998)CAPRICE (1998)
Spettro degli antiprotoni 500 MeV - 40 GeV
Spettri di e+ ed e- 500 MeV - 40 GeV
Spettri di p ed He 500 MeV – 200 GeV
Spettri di + e - nell’atmosfera
Principio dei rivelatori
Tecniche della fisica subnucleare nello spazio
Positroni e antiprotoni
Protoni ed elio
In totale, 30 articoli su rivista
Missioni INFN nello spazio SilEye-1 MIR 1995-1997 SilEye-2 MIR 1997-2001 AMS-01 Shuttle 1998 NINA-1 Resurs 1998 NINA-2 MITA 2000 SilEye-3 ISS 2002 Aprile PAMELA Resurs 2004 (primi mesi) AGILE MITA 2005 AMS-02 ISS 2006 ? ALTEA ISS 2006 ? GLAST Sat. 2006 EUSO ISS 2008 ?
Esperimenti SilEye-1, 2, 3
Abbondanze nucleari all’interno
della Stazione Spaziale MIR
SilEye-2
SilEye-1
SilEye-3
Missioni NINA 1 e 2Abbondanze nucleari e isotopiche: nuclei P-Fe
10-200 MeV/n
Raggi Cosmici: Galattici IntrappolatiSolari
NINA 1
NINA 2
Il razzo COSMOS in fase di lancio Plesetsk, Russia 15 luglio 2000
NINA2-MITA
89° 440 km
Il vettore ZENIT sulla rampa di lancio Baikonur, Kazakhstan 10 luglio 1998
NINA-RESURS
97° 810 km
Risultati
In totale, 12 articoli su rivista
L’esperimento PAMELA
TRDTRD
TRKTRK
NDND
TOFTOF
ANTIANTI
CALOCALO
Protoni 80 MeV – 700 GeV
Antiprotoni 80 MeV – 190 GeV Elettroni 50 MeV – 3
TeV Positroni 50 MeV - 270
GeV Nuclei < 700 GeV/n Limite per Antinuclei 10-8
Massa del rivelatore 440 Kg
Potenza 355 WMDR – 770 GV
Satellite Resurs-DK1Satellite Resurs-DK1
• Massa totale: 10 ton• Per PAMELA: 750 Kg• Orbita ellittica: 300-600 Km• Inclinazione: 70.4° • Periodo di operazione: 3 anni
• Lanciatore: SOYUZ• Base di lancio: Baikonur• Data di lancio prevista: Primo trimestre 2004
Flussi attesi da PAMELA
Stato dell’esperimento
Conclusioni
Dal 1989 la collaborazione WiZard studia la radiazione cosmica diretta
Al suo attivo ha gia’ 11 missioni nello spazio
Nel 2004 verra’ lanciata la missione piu’ importante della collaborazione (experimento PAMELA)
Il futuro prevede l’esplorazione della radiazione gamma, finora mai studiataVisit our web site http://wizard.roma2.infn.it