I raggi cosmici nell’atmosfera: quali conseguenze?

Dallo spazio profondo provengono di continuo particelle atomiche di altissima energia, principalmente protoni, ossia nuclei di Idrogeno: si tratta dei cosiddetti raggi cosmici.

Per indagare la natura e gli effetti prodotti da questa radiazione spaziale, vengono effettuati studi lungo tutti gli strati dell’atmosfera terrestre.

Prima che le particelle cosmiche interagiscano con l’atmosfera terrestre, vengono raccolte nello spazio con i satelliti o con gli esperimenti a bordo della stazione spaziale internazionale. A Terra invece si possono raccogliere sciami di particelle prodotte dall’interazione dei raggi cosmici con le molecole atmosferiche
tramite rivelatori multipli, disposti su enormi estensioni di terreno.

In alta montagna, a diverse quote, ci sono esperimenti adibiti ad esempio alla misura dei neutroni cosmici, gli stessi neutroni che producono il famoso carbonio-14 che utilizziamo per datare i reperti archeologici. Ma per studiare il comportamento di queste particelle aliene durante il primo contatto con gli atomi terrestri servono i palloni stratosferici.

E questo è il tema della suggestiva serata organizzata dal GAT, Gruppo Astronomico Tradatese, per Lunedì 18 Marzo 2019, con inizio alle ore 21 a Villa Truffini (Tradate Centro). Relatore Marco Arcani, socio del GAT fin da giovanissimo ed ora tecnico elettronico che da sempre stravede per le particelle cosmiche, che parlerà sul tema: “Occhiali per raggi cosmmici”.

Marco Arcani nel 2012 progettò la missione VANHESSA, una esperienza unica in Europa durante la quale trasportò alcuni suoi rivelatori in pallone fino a 6000 metri di altezza, per ripetere l’esperimento che 100 anni prima fece vincere il Premio Nobel a Victor Hess.

Adesso invece ha voluto spingersi molto più in alto, ossia nella stratosfera. Il problema è che i rivelatori a bordo dei palloni stratosferici (ossia quelli che arrivano a 20-30.000 metri di altezza) devono essere leggeri per permettere al carico di raggiungere le quote più alte: per questo si escogitano a volte soluzioni davvero originali e innovative. In questo ambito il relatore presenterà i risultati di due esperimenti effettuati con palloni stratosferici fino a 30.000 metri di quota. Il primo esperimento si è svolto  nel cielo del deserto tra California e Nevada, il secondo dal Parco Regionale del Matese.

Ebbene, in entrambi i casi le particelle cosmiche sono state catturate con trappole molto particolari e insospettabili, a dir poco incredibili.

I motivi che spingono gli scienziati a studiare i raggi cosmici in atmosfera sono anche di importanza eminentemente pratica. Per esempio, grazie a questi esperimenti, da diversi anni sappiamo che esiste una fascia di quota (tra 5.000 e 16.000 metri) ad alta dose di radioattività cosmica: incidentalmente è la fascia in cui volano tutti gli aerei di linea e sapere quanta dose di radiazione viene assorbita dal nostro corpo, ci può aiutare a difenderci. Per non parlare dello spazio profondo, dove il problema della radiazione ionizzante è uno dei principali ostacoli che frena le spedizioni a lunga permanenza, tipo l’ambito viaggio verso il pianeta Marte.