Astroparticelle (progetto ADA)

Una breve introduzione:

I raggi cosmici sono particelle energetiche provenienti dallo spazio esterno,[1] alle quali è esposta la Terra e qualunque altro corpo celeste, nonché i satelliti e gli astronauti in orbita spaziale.

La loro natura è molto varia (l'energia cinetica delle particelle dei raggi cosmici è distribuita su quattordici ordini di grandezza), così come varia è la loro origine: il Sole, le altre stelle, fenomeni energetici come novae e supernovae,[2] fino ad oggetti remoti come i quasar.

La loro scoperta si può far risalire ai primi anni del secolo scorso, quando in seguito a vari esperimenti con palloni areostatici si diede conferma alla natura extra-terrestre di queste particelle.

In media, una particella incide su ogni centimetro quadrato di superficie sulla Terra ogni secondo. La maggior parte dei raggi cosmici che arrivano sulla Terra è un prodotto secondario di sciami formati nell'atmosfera dai raggi cosmici primari, con interazioni che tipicamente producono una cascata di particelle secondarie a partire da una singola particella energetica. Tali particelle possono essere osservate con speciali apparecchiature (come quella in dotazione nella nostra sede). È per evitare queste interferenze che molti laboratori di fisica si trovano nel sottosuolo, come il laboratorio del Gran Sasso.

I raggi cosmici hanno aiutato lo sviluppo della fisica delle particelle: dallo studio di tale radiazione spaziale, sono state scoperte particelle come il positrone (la prima particella di antimateria mai scoperta)[12], il muone (la particella a cui è sensibile il nostro rivelatore), e le particelle strane, in un'epoca nella quale la tecnologia degli acceleratori non era sviluppata. Ancora oggi, tuttavia, l'energia dei raggi cosmici è milioni di volte superiore rispetto a quella che si può ottenere dagli acceleratori terrestri.

Nei casi in cui manchi lo schermo dell'atmosfera, come nei satelliti artificiali, i raggi cosmici pongono un problema notevole: l'elettronica di bordo deve essere irrobustita e schermata pena malfunzionamenti, e nel caso di missioni con equipaggio umano gli astronauti sono sottoposti agli effetti ionizzanti impartiti dai raggi cosmici ai tessuti biologici.