Raggi cosmici vicino alla Terra lattivit della collaborazione

Raggi cosmici vicino alla Terra : l’attività della collaborazione Wi. Zard Incontro Nazionale di Astrofisica delle Alte Energie Roberta Sparvoli INFN Roma II, Università di Roma “Tor Vergata”

La collaborazione Wi. Zard University and INFN, Bari (Italy) • University and INFN, Florence (Italy) • University and INFN, Naples (Italy) • University of Rome Tor Vergata and INFN Roma 2, 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)

Obiettivi scientifici ¨ Monitoraggio di raggi cosmici in un ampio range di energia da misure dirette: 10 Me. V < E < 200 Ge. V ¨ L’obiettivo e’ realizzato tramite: 1. Missioni con palloni stratosferici 2. Missioni su Stazione Spaziale 3. Missioni su satellite

Missioni passate e future Palloni MASS 1 (89) MASS 2 (91) 1990 TS 93 CAPRICE 94 1995 CAPRICE 97 CAPRICE 98 2000 2005 Satellite/Stazione Spaziale Life Science Sil. Eye-1 Sil. Eye-2 Cosmic rays NINA-2 PAMELA Sil. Eye-3 g rays AGILE ALTEA GLAST

Interessi primari ¨ 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)

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 n atmosferici)

Palloni stratosferici ü MASS - 1 (1989) ü MASS - 2 (1991) ü Tramp. SI (1993) ü CAPRICE (1994) ü CAPRICE (1997) ü CAPRICE (1998)

Principio dei rivelatori ¨ ¨ Spettro degli antiprotoni 500 Me. V - 40 Ge. V Spettri di e+ ed e 500 Me. V - 40 Ge. V Spettri di p ed He 500 Me. V – 200 Ge. V Spettri di + e nell’atmosfera Tecniche della fisica subnucleare nello spazio

Positroni e antiprotoni

Protoni ed elio In totale, 30 articoli su rivista

Missioni INFN nello spazio ü Sil. Eye-1 ü Sil. Eye-2 ü AMS-01 ü NINA-2 Ø Sil. Eye-3 Ø PAMELA Ø AGILE Ø AMS-02 Ø ALTEA Ø GLAST Ø EUSO MIR Shuttle Resurs MITA ISS ISS Sat. ISS 1995 -1997 -2001 1998 2000 2002 Aprile 2004 (primi mesi) 2005 2006 ? 2006 2008 ?

Esperimenti Sil. Eye -1, 2, 3 Sil. Eye-2 Sil. Eye-1 Abbondanze nucleari all’interno della Stazione Spaziale MIR Sil. Eye-3

Missioni NINA 1 e 2 Abbondanze nucleari e isotopiche: nuclei P-Fe 10 -200 Me. V/n Raggi Cosmici: Galattici Intrappolati Solari NINA 1 NINA 2

NINA-RESURS NINA 2 -MITA 97° 810 km 89° 440 km Il vettore ZENIT sulla rampa di lancio Baikonur, Kazakhstan 10 luglio 1998 Il razzo COSMOS in fase di lancio Plesetsk, Russia 15 luglio 2000

Risultati In totale, 12 articoli su rivista

L’esperimento PAMELA TOF ¨ Protoni ¨ TRD ANTI TRK CALO ND ¨ ¨ 80 Me. V – 700 Ge. V Antiprotoni 80 Me. V – 190 Ge. V Elettroni 50 Me. V – 3 Te. V Positroni 50 Me. V - 270 Ge. V Nuclei < 700 Ge. V/n Limite per Antinuclei 10 -8 Massa del rivelatore 440 Kg Potenza 355 W MDR – 770 GV

Satellite Resurs-DK 1 • • 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 Wi. Zard 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 studiata Visit our web site http: //wizard. roma 2. infn. it