+

Lo spazio attorno a noi:- lo studio sperimentale dei raggi cosmici sulla ISS- l’investigazione dell’ambiente di radiazione nello spazio- sviluppo di modelli fenomenologici per comprendere le osservazioni

PERUGIA

B. Bertucci

+ AMS-02: la misura di precisione dei flussidi particelle nello spazio dal maggio 2011

2

+e per tutta la durata della ISS 3

+ I raggi cosmici: una finestra sull’universo

I. Le sorgenti

II. Trasporto Nella galassia

III. Interazioni nucleari

IV. Trasporto nell’Eliosfera

DATI

ü Energie molto elevate (>> LHC)ü In arrivo da tutte le direzioniü Tutti gli elementi (+ antimateria )ü Il flusso di RC varia nel tempo

I dati dicono...

4

H

He

LiBe

BC

NO

FNe

NaMg

AlSi

PSCl Ar K

CaSc Ti V

Cr Fe

NiMn

Zn

10 210 310R (GV)

11-10

10-10

9-10

8-10

7-10

6-10

5-10

4-10

3-10

2-10

1-10

1

10

210

310

]-1

GeV

)2

Flux

[(s

sr m

ProtonHeliumLithiumBerylliumBoronCarbonNitrogenOxygenNeonMagnesiumSiliconSulfur

-e+e

p

Con AMS studiamo la tavola periodica degli elementi…...nei raggi cosmici

5

I raggi cosmici per la misura di nuova fisica

Sunc

c

e-, p,ge+,p, g

6

7

1 10 100 1000Energy [GeV]

0

5

10

15

20

25]2G

eV-1

sr-1 s

-2 [m + e

Φ3 E~

Data 2018

Dark matter Model(Mass = 1.2 TeV)

cosmic ray collisions

+ cosmic ray collisions

Trovando “eccessi” di positroni …

+

8

Per capire cosa accade nelle nostre vicinanze:à il sole ostacola l’arrivo dei raggi cosmiciàed è all’origine dell’emissione violenta di particelle

NU

ME

RO

MA

CC

HIE

SO

LA

RI

CICLO 24

CICLO 23CICLO 22

à AMS

ANNOSolar Data Tool © D.Pelosi

+ Trovare la diversa influenza del sole sul flusso di differenti tipi di particelle…

2011May

2011Nov

2012May

2012Nov

2013May

2013Nov

2014May

2014Nov

2015May

2015Nov

2016May

2016Nov

2017May

p/He

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

[1.92-2.15] GV

[2.15-2.40] GV

[2.40-2.67] GV[2.67-2.97] GV[2.97-3.29] GV[3.29-3.64] GV

[5.37-5.90] GV

[10.10-11.00] GV

[21.10-22.80] GV

]-1

GeV

-1 s

-1 s

r-2

[m pΦ

3004005006007008009001000 Proton

AMSEPHIN/SOHO

(a)

]-1

GeV

/n-1

s-1

sr

-2 [m

He

Φ 50

60

70

80

90

100 Helium

AMS

(b)

2011May

2011Nov

2012May

2012Nov

2013May

2013Nov

2014May

2014Nov

2015May

2015Nov

2016May

2016Nov

2017May

Sun

spot

Num

ber

20406080100120140 (c) A<0 A>0

9

+ 10

U.S. LabDestiny

Japan LabKibo

E.S.A. LabColumbus

US Lab

AMS

L’ambiente di radiazione

I raggi cosmici e le particelle solaricome “ostacolo” all’esplorazione spaziale

+ 11RTI quick analysisOct 2013 – Oct 2014

25 Dec 2012 – 25 Jan2013

6 Jan 2014

RTI trigger rate a varie scale temporali

Evento 6-Jan-2014

a) Modulazione RC (years)b) Precessione orbita (days)c) Singole orbite (~15 min)

I dati RTI mostrano variazioni del rate DAQ a varie scale temporali: a)

b)

c)

+

2019: Accordo di lungo termine (15 anni) tra UniPG & ASI per la progettazione di missioni spaziali, analisi dei dati ottenuti e sviluppo di modelli

à borse di studio e di dottorato dedicate à stage presso ASI

crisp.unipg.it

12

+ Offerta tesi: Laurea Triennale

ü Compilativa: Raccolta e Studio dei dati esistenti di missioni spaziali e serie storiche di misure di grandezze legate all’attività solare

ü Sperimentale: Analisi di correlazione dei dati di osservatori solari e missioni spaziali

ü Sperimentale: Analisi delle variazioni rapide nei flussi totali di particelle di AMS (data stream monitoring) per le allerte di tempeste solari

ü Sperimentale: Analisi della correlazione tra I flussi totali di particelle di AMS (data stream monitoring) con i dosimetri a bordo della ISS

ü - Sperimentale/Fenomenologia (>1): Modellizzazione di trasporto di particelle e antiparticelle cosmiche nell’Eliosfera

13

+ Offerta tesi: Laurea Magistrale

ü - Sperimentale: Analisi dei dati raccolti da AMS per la misura delle variazioni mensili deiflussi di elettroni e positroni dovute alla modulazione solare a lungo termine

ü - Sperimentale: Analisi dei dati raccolti da AMS per la misura delle variazioni giornaliere deiflussi di elettroni dovute ad effetti solari a breve termine

ü - Sperimentale: Analisi avanzata della correlazione tra i flussi totali di particelle di AMS con idosimetri a bordo della ISS

ü - Sperimentale/Fenomenologia (>1 ): simulazione numerica a livello avanzato del trasportodi particelle cariche in eliosfera [e±,p, He, B, C, O, ….] e modellazione a lungo termine della lorovariazione temporale

14

+ Con chi?

Matteo.DurantiEmanuele.FiandriniMaura GrazianiNicola Tomassetti Valerio Vagelli

@ ASI URS

PERUGIA

Valerio Formato@ ASI SSDC

15