RAGGI COSMICI

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RAGGI COSMICI

• Le nostre misure
• Distribuzione Poissoniana
• Assorbimento della componente soffice
• Distribuzione angolare
• Sciami estesi

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Frequenza del numero di coincidenze

• Conteggi in intervalli di tempo ?t ? 1s
• Valor medio
• Tipica distribuzione di Poisson !

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Coincidenze distribuzione Poissoniana

• Distribuzione di Poisson
• probabilita di osservare n eventi in un dato
  intervallo ?t, se
• gli eventi avvengono indipendentemente luno
  dallaltro
• il numero medio di eventi ? per intervallo è
  costante nel tempo.
• varianza ??????
• Nel nostro caso, per unita di tempo e
  superficie
• Da ulteriori misure con ?t 1000 ??? s, stimiamo

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30
componente soft prevalentemente elettroni e
fotoni
70
componente hard (muoni), puopenetrare grandi
spessori di materiali assorbenti.
5
verticale
?
Conteggi medi in funzione dellangolo rispetto
alla verticale

• 0?
• verticale

• 90?
• orizzontale

maggiore assorbimento nellatmosfera
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Flusso nella direzione verticale

• per ? ? 0? conteggi per unita di
• superficie S (m2)
• tempo ?t (s)
• angolo solido ??(sr)

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Ricerca di sciami
d

• La frequenza di coincidenze
• a grandi distanze d ( 6 m)
• ha valori diversi da zero
• ??? ? ??? conteggi / s
• indicazione della presenza
• di sciami estesi

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Conclusioni

• Dei raggi cosmici abbiamo misurato
• La frequenza totale di conteggi per unita di
  tempo e superficie ? / (S ?t) ? s-1 m-2
• La frazione hard ? 30
• La distribuzione angolare
• Il flusso in direzione verticale ? s-1 m-2
  sr-1
• I risultati sono in ragionevole accordo con i
  dati in letteratura
• T.K.Gaisser, T.Stanev, Cosmic rays, in Review of
  Particle Physics, Phys.Lett. B 592 (2004) 228.

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Possibili sviluppi futuri

• Studio delle efficienze per determinazione dei
  flussi assoluti
• Inserimento di altri rivelatori per la
  tracciatura delle singole particelle
• Coincidenze a grandi distanze per sciami molto
  estesi

Hanno collaborato
5E Liceo Scientifico Grigoletti In particolare
Bello Antonio Croci Federico
Martignago Matteo Vendramini Massimo
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Informazioni aggiuntive
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Frequenza del numero di coincidenze
Numero di coincidenze (1 s) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Frequenza 0 0 0 1 3 0 5 4 7 13 8 11 18 10 8 4 3 3 1 1 0
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Conteggi in funzione dello spessore
dellassorbitore (Piombo)
Condizione assorbitore  Spessore Media dati (100 s) Errore assoluto media dati
senza Al -2,0 1078,500 13,407
con Al 0,0 1009,500 12,971
con Pb 1,2 923,667 12,407
con Pb 2,4 885,167 12,146
con Pb 3,6 876,667 12,088
con Pb 4,8 849,000 11,895
con Pb 6,1 823,000 11,712
con Pb 7,4 800,500 11,551
con Pb 8,7 793,667 11,501
con Pb 10,0 789,000 11,467
con Pb 15,0 752,500 11,199
con Pb 20,0 744,833 11,142
con Pb 25,0 724,667 10,990
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Commento

• Dal grafico si nota come la discesa della curva
  sia molto più rapida nelle fasi iniziali durante
  le quali, con spessori minimi di piombo, si
  elimina la componente soft dei raggi cosmici.
• La componente soft (circa il 30 del totale dei
  raggi cosmici), composta da elettroni e fotoni
  ed in minima parte da protoni, kaoni e nuclei
• La componente hard (circa il 70), composta da
  muoni, riesce a penetrare spessori di materiali
  assorbenti di oltre un metro.
• Dal valore delle coincidenze ottenuto senza
  assorbitore si ricava che il numero di eventi al
  m2 per secondo (140,98) è confrontabile, per
  ordine di grandezza, con quello di letteratura.

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Conteggi in funzione dellinclinazione
Angolo a () Media coincidenze 1 - 2 Errore assoluto media coincidenze cos2a
0 134,0 5,2 1,000
10 119,2 4,9 0,970
20 117,6 4,8 0,883
30 91,6 4,3 0,750
40 74,8 3,9 0,587
50 55,0 3,3 0,413
60 35,0 2,6 0,250
70 24,0 2,2 0,117
80 13,2 1,6 0,030
90 13,0 1,6 0,000
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(No Transcript)
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Ricerca degli sciami
D (cm) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 250 300 350 400 450 500 550 600
1 - 2 2959 1400 927 735 634 501 390 380 273 245 212 181 138 121 128 129 118 115
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Commento

• Dal grafico si può notare che allaumentare della
  distanza fra gli scintillatori diminuisce il
  numero di eventi rilevati
• Il fatto che la frequenza non vada a zero, ma si
  stabilizzi a valori diversi da zero anche alle
  distanze più grandi (6 m), è una indicazione
  della presenza di sciami estesi

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N.B.

• Lerrore è stato calcolato con la seguente
  formula statistica
• Il coefficiente di correlazione (R2) tra 2
  variabili statistiche x e y indica quanto le due
  variabili sono collegate tra di loro. Il valore 0
  indica che non cè nessun collegamento, 1 indica
  che i punti (x,y) sono disposti su una retta con
  valori alti di x corrispondenti a valori alti di
  y. Invece -1 corrisponde a una retta con valori
  alti di x corrispondenti a valori bassi di y. Nel
  nostro caso è apprezzabile come i valori di R2
  siano prossimi a 1.

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Angolo e angolo solido
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Bibliografia, siti internet relativi allargomento

• B.Rossi, I raggi cosmici, Piccola Biblioteca
  Einaudi, 1971
• In generale sui raggi cosmici
• http//www.ast.leeds.ac.uk/haverah/aims.shtml
• http//www.srl.caltech.edu/personnel/dick/cos_ency
  c.html
• http//imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/
  cosmic_rays.html
• http//helios.gsfc.nasa.gov/cosmic.html
• http//www-spof.gsfc.nasa.gov/Education/wcosray.ht
  ml
• http//www2.slac.stanford.edu/vvc/cosmic_rays.html
  
• http//www.ngdc.noaa.gov/stp/SOLAR/COSMIC_RAYS/cos
  mic.html
• Ricerche in corso nel Dipartimento di Fisica e
  nella Sezione INFN di Trieste
• http//physics.univ.trieste.it/Ricerca/settfns.php
  
• http//physics.univ.trieste.it/Ricerca/fpesenzaa.p
  hp
• http//www.ts.infn.it/experiments/agile/
• http//www.ts.infn.it/experiments/wizard/wizard.ht
  ml