Roma, 29 apr. (askanews) – Una nuova caratteristica nello spettro energetico dei raggi cosmici è stata rivelata da DAMPE (Dark Matter Particle Explorer), una missione spaziale cinese, realizzata con un grande contributo dell’Italia, coordinato dall’INFN, e che è attiva da oltre dieci anni su un satellite che orbita a 500 chilometri di quota. Il risultato, informa una nota, è stato pubblicato oggi su Nature, mostra che i raggi cosmici galattici carichi, come i nuclei di idrogeno, elio, carbonio, ossigeno e ferro, hanno una caratteristica comune nel loro spettro energetico: in tutti questi casi l’intensità della radiazione cosmica diminuisce più rapidamente una volta raggiunto uno specifico valore di energia, che risulta essere proporzionale alla carica elettrica del nucleo. Più precisamente, la diminuzione avviene, per tutti i nuclei, allo stesso valore di rigidità magnetica pari a circa 15 TeraVolt. La rigidità è la proprietà di una particella elettricamente carica che misura quanto sia difficile curvarne la traiettoria utilizzando un campo magnetico.
Arrivare a questa misura è stato possibile perché DAMPE è riuscito a esplorare regioni di energia talmente elevate da non essere mai state raggiunte da altri esperimenti nello spazio con la stessa precisione. Si tratta di energie dell’ordine di 1 PeV (un milione di miliardi di elettronvolt), raggiunte in oggetti astrofisici tra i più estremi nella nostra Galassia e più di cento volte superiori alle energie a cui si riescono ad accelerare i protoni nel Large Hadron Collider del CERN.
“Questo risultato è un grande passo avanti per riuscire a capire meglio le caratteristiche dei raggi cosmici e dei meccanismi che li portano a raggiungere energie così elevate,” spiega Ivan De Mitri, professore al Gran Sasso Science Institute, ricercatore INFN-LNGS e coordinatore del gruppo GSSI in DAMPE. “Ad oggi, infatti, non conosciamo ancora bene i meccanismi di produzione e propagazione di queste particelle. Per questo la comunità internazionale sta utilizzando diverse tecniche sperimentali che, allo studio delle particelle cariche, aggiungono anche le osservazioni di fotoni e neutrini di altissima energia con rivelatori in funzione nello spazio, a terra su grandi altopiani, sotto il ghiaccio del Polo Sud e nelle profondità del Mar Mediterraneo”.
“I gruppi italiani hanno partecipato alla missione sin dalle fasi di progettazione, costruzione e messa a punto dell’esperimento”, sottolinea Giovanni Ambrosi, ricercatore della Sezione INFN di Perugia e responsabile nazionale dell’esperimento. “Hanno coordinato la calibrazione dei rivelatori agli acceleratori del CERN di Ginevra, e contribuiscono tuttora in modo significativo all’analisi dei dati e al raggiungimento dei risultati scientifici.”
DAMPE è un esperimento ideato per lo studio della radiazione cosmica di alta energia e frutto di una collaborazione internazionale guidata dall’Accademia Cinese delle Scienze e che include l’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), il Gran Sasso Science Institute, le Università degli Studi di Perugia, Bari, Ginevra e del Salento. Il rivelatore è costituito da tre sottosistemi principali: un calorimetro a cristalli di germanato di bismuto (BGO), che consente di misurare l’energia dei raggi cosmici con una risoluzione eccellente; un sottosistema per la misura del valore assoluto della carica elettrica, collocato sulla sommità dell’apparato e realizzato con due strati di scintillatori plastici; un tracciatore composto da strisce di silicio e fogli di tungsteno, in grado di ricostruire con precisione la direzione di arrivo dei raggi cosmici. Benché la missione fosse programmata per durare nominalmente cinque anni, il rivelatore è ancora in ottimo stato e promette di fornire dati interessanti ben oltre i dieci anni di attività appena compiuti.