Lo studio della collaborazione AMS è stato pubblicato su Physical Review Letters

26 Giugno 2024

L’esperimento Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) osserva il cielo dalla Stazione Spaziale Internazionale ininterrottamente dal Maggio 2011. AMS-02 misura i raggi cosmici, cioè particelle cariche (come protoni, elettroni, nuclei e antiparticelle) di alta energia che provengono dallo spazio, identificandoli accuratamente per tipologia ed energia, e separando materia da antimateria, specie pesanti da specie leggere.

In un recente lavoro pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, la collaborazione AMS ha usato le capacità dello strumento per distinguere nei raggi cosmici raccolti da inizio operazioni, pari a circa 230 miliardi, particelle con carica simile ma massa diversa, separando con precisione le specie di raggi cosmici composti da 1 o 2 protoni e misurando le proprietà delle specie più rare di questo gruppo, ovvero dei deutoni (composti da 1 protone e 1 neutrone) e dell’elio-3 (composti da 2 protoni e 1 neutrone).

I risultati dell’esperimento AMS-02 discussi nel recente articolo pubblicato su Physical Review Letters mostrano che queste due specie, pur essendo entrambe generate dalle interazioni di raggi cosmici più pesanti come l’elio-4 con il gas interstellare, mostrano una dipendenza della loro intensità dalla energia significativamente differente tra loro. Tale osservazione, inattesa secondo i modelli attuali di origine, accelerazione e propagazione dei raggi cosmici, potrebbe essere una indicazione della presenza di una sorgente non prevista di deutoni, che modifica le proprietà del flusso di deutoni misurato rispetto a quello dell’elio-3. La natura di questa sorgente aggiuntiva deve tuttavia ancora essere identificata, e la conferma della sua presenza potrebbe fornire un ulteriore avanzamento nella comprensione dei meccanismi di propagazione dei raggi cosmici migliorando gli aspetti predittivi delle teorie.

L’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), hanno svolto un ruolo di primo piano nella progettazione e realizzazione di tutto lo strumento, e supportano i gruppi italiani nelle loro attività operazionali e di analisi dati. I ricercatori italiani delle sedi INFN, di ASI, e delle Università di Bologna, Milano Bicocca, Perugia, Pisa, Roma Sapienza, Roma Tor Vergata e Trento sono responsabili della realizzazione, del mantenimento e delle operazioni dei principali strumenti di bordo, e partecipano in prima persona all’analisi scientifica dei dati raccolti dallo strumento anche tramite specifiche attività di analisi dati svolte presso lo Space Science Data Center di ASI. I dati pubblicati dalla Collaborazione AMS da inizio delle operazioni sono resi disponibili alla comunità scientifica tramite il Cosmic Ray Database ospitato dallo Space Science Data Center di ASI.

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