La collaborazione dell’esperimento spaziale DAMPE, della quale fanno parte ricercatori del Dipartimento Interateneo di Fisica dell’Università di Bari e della Sezione di Bari dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), ha portato alla pubblicazione lo scorso 14 ottobre 2022, sulla prestigiosa rivista scientifica Science Bulletin, di una nuova e accurata misura del flusso di alcuni nuclei atomici presenti nella radiazione cosmica ad alte energie.
DAMPE (DArk Matter Particle Explorer) è un rivelatore lanciato in orbita nel dicembre 2015 per studiare i raggi cosmici e cercare la materia oscura nello spazio. È costituito da un sistema di identificazione delle particelle, un apparato di tracciamento per la ricostruzione della loro direzione di arrivo e un calorimetro per la misura della loro energia.
Grazie alle sue ottime prestazioni, con l’analisi appena pubblicata DAMPE ha identificato, con grande accuratezza, eventi dovuti all’arrivo di nuclei cosmici di Boro, Carbonio e Ossigeno, relativamente rari nel flusso di raggi cosmici ma portatori di importanti informazioni sui loro meccanismi di produzione e propagazione nella nostra galassia.
Nella collaborazione DAMPE operano oltre cento tra scienziati, dottorandi e tecnici dell’Accademia Cinese delle Scienze (CAS) e di diverse istituzioni in Cina, dell’INFN, delle Università di Bari, Perugia, Salento, Ginevra e del Gran Sasso Science Institute (GSSI).
I ricercatori baresi coinvolti sono Piergiorgio Fusco e Francesco Loparco, del Dipartimento di Fisica dell’Università di Bari, e Corrado Altomare, Giacinto Donvito, Fabio Gargano e Mario Nicola Mazziotta della Sezione di Bari dell’INFN.
Grande la loro soddisfazione: “Questi risultati, ottenuti su una ampia estensione in energia e con una grande precisione” – spiega il prof. Piergiorgio Fusco del Dipartimento di Fisica – “sono dovuti alle eccellenti caratteristiche del rivelatore e alla accuratezza dell’analisi dei dati. Siamo ora impegnati nello sviluppo di un nuovo rivelatore spaziale, HERD (High Energy Radiation Detector facility), che avrà una massa di ben 3,5 tonnellate, collaborando non solo con i colleghi di DAMPE ma anche con quelli delle Sezioni INFN e delle Università di Firenze, Pavia, Roma2, Napoli e Trieste”.
“La misura dell’abbondanza dei nuclei di Boro rispetto al Carbonio e all’Ossigeno alle alte energie evidenzia effetti che si ritiene avvengano durante la propagazione dei raggi cosmici nella nostra galassia e dovuti alle interazioni col mezzo interstellare” – spiega il dott. Fabio Gargano della Sezione INFN di Bari – “Ciò costituisce un significativo passo avanti nella comprensione dei meccanismi alla base della produzione di questa radiazione in sorgenti astrofisiche, attualmente studiate usando anche altri messaggeri come fotoni e neutrini”.
In figura, uno schema della misura effettuata: da un residuo di esplosione di supernova provengono nuclei di Idrogeno ed Elio ma anche di Carbonio e Ossigeno; questi ultimi, propagandosi attraverso lo spazio interstellare, danno origine a nuclei secondari tra cui il Boro; DAMPE, studiando le concentrazioni relative, ha fornito indicazioni sulle sorgenti e sulle interazioni dei raggi cosmici nella nostra Galassia.
