Uno sguardo al cielo, ai risultati delle misure e un’ipotesi ormai supportata dai dati sperimentali: i raggi cosmici ad energia più elevata potrebbero arrivare dall’esterno della nostra galassia. Di questo, e di tanti altri argomenti relativi a questo affascinante campo della fisica, i raggi cosmici ad altissima energia, si discute durante il simposio internazionale UHECR2022 (Ultra High Energy Cosmic Rays, 2022), organizzato congiuntamente dal GSSI, dai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dall’Università degli Studi dell’Aquila.

Da ieri 3 e sino al 7 ottobre il Gran Sasso Science Institute accoglierà 150 scienziate e scienziati provenienti da tutto il mondo. Il simposio è infatti uno dei più importanti appuntamenti dedicati alla fisica delle astroparticelle: le edizioni precedenti si sono tenute finora a Nagoya in Giappone, al CERN di Ginevra in Svizzera, a Springdale nello Utah, nuovamente in Giappone a Kyoto e infine a Parigi nel 2018.

La ripresa dei lavori dopo lo stop dovuto alla pandemia passa quindi dall’Aquila, non a caso, visto la riconosciuta expertise a livello internazionale del gruppo di ricerca che tra GSSI, Università dell’Aquila e LNGS si occupa dello studio della radiazione cosmica, sia dal punto di vista sperimentale che teorico.

Tra le varie iniziative del gruppo vi è la partecipazione all’esperimento AUGER, attualmente il più importante nel mondo dedicato allo studio dei raggi cosmici di altissima energia. L’osservatorio, situato nella regione di Mendoza in Argentina, è frutto di una collaborazione tra circa 400 fisici e fisiche provenienti da 17 nazioni e prende il nome dal fisico francese Pierre Auger (1899-1993), tra i primi a studiare questo tipo di fenomeni. Grazie a 1600 rivelatori di superficie e 24 telescopi che coprono una superficie di più di tremila chilometri quadrati, ha consentito di fare enormi passi in avanti sullo studio di queste particelle che ci arrivano dal Cosmo. Le prime, pionieristiche, osservazioni di una radiazione proveniente dallo spazio esterno risalgono al 1912.

Ora sappiamo che si tratta di particelle subatomiche prodotte in sorgenti astrofisiche ancora poco conosciute e sono tra i “messaggeri” che ci consentono di studiare gli angoli più remoti dell’Universo. Si possono immaginare come una pioggia di particelle che arriva sul nostro pianeta dopo un lungo percorso, viaggiando praticamente alla velocità della luce. Interagendo con l’atmosfera terrestre ad una quota di circa 20 km, le particelle primarie producono migliaia di particelle secondarie che possono essere osservate utilizzando diversi tipi di rivelatori.

«La peculiarità di queste particelle è la loro energia estrema, milioni di volte superiore a quella che si riesce attualmente a raggiungere utilizzando i più potenti acceleratori artificiali di particelle come il Large Hadron Collider al CERN – spiega il prof. Ivan De Mitri, ordinario di fisica sperimentale delle interazioni fondamentali al GSSI e presidente del comitato organizzatore del congresso – L’altra caratteristica è che il loro flusso è estremamente basso. L’unico modo per studiarle è quindi quello di monitorare superfici di migliaia di chilometri quadrati con rivelatori posti sulla superficie terrestre o, come si sta cercando di fare con future missioni, con speciali telescopi in orbita attorno alla Terra».

Il simposio internazionale si tiene nell’Auditorium del GSSI ed è iniziato con i saluti di benvenuto della Rettrice del GSSI professoressa Paola Inverardi e del Rettore dell’Università degli Studi dell’Aquila professor Edoardo Alesse.

Un’intera giornata di lavori si terrà invece, mercoledì, presso la sala Fermi dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, cominciando con una presentazione da parte del Direttore professor Ezio Previtali.

Si terranno in totale circa 60 presentazioni, oltre a tre lezioni magistrali rivolte a tutta la comunità scientifica e agli studenti. Una di queste sarà tenuta da Sergio Petrera, senior professor al GSSI, sugli esperimenti con cui sono stati studiati i raggi cosmici ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Le altre due lezioni magistrali, a cura del professor Alan Watson dell’Università di Leeds (Regno Unito) e del professor Pierre Sokolsky, dell’Università dello Utah, passeranno in rassegna le diverse tecniche sperimentali utilizzate negli anni per lo studio dei raggi cosmici ad altissima energia.

Il programma completo è disponibile al sito: www.uhecr2022.gssi.it