Relazione sulla ricerca

Raggi cosmici di altissima energia UHECR (Ultra-High Energy Cosmic Rays).

Lo studio dei raggi cosmici di altissima energia è volto a comprendere origine e natura di questi processi che costituiscono uno dei problemi irrisolti della fisica astro-particellare contemporanea. Questo è l’obiettivo principale della missione spaziale internazionale JEM-EUSO (Extreme Universe Space Observatory at the Japanese Experiment Module), guidata dal Prof. Picozza, ed alla quale collaborano oltre 300 ricercatori di istituzioni ed università di 16 nazioni. La ricerca verrà effettuata mediante un telescopio ultravioletto non convenzionale a grande campo installato all’esterno della Stazione Spaziale Internazionale. Esso sarà diretto lungo Nadir al fine di rilevare i fotoni ultravioletti emessi dagli sciami generati dagli UHECR interagenti con i nuclei dell’atmosfera terrestre. I risvolti scientifici di questa missione coinvolgono i campi dell’Astrofisica, della Cosmologia e delle Interazioni Fondamentali. In particolare JEM-EUSO si propone l’identificazione delle sorgenti dei raggi cosmici di altissima energia e la misura dello spettro energetico di queste sorgenti, di ottenere informazioni su regioni di energia ancora inesplorate ben oltre il cut-off nel flusso dei raggi cosmici stessi (effetto GZK), dovuto a processi fisici che diventano accessibili alle energie superiori a 10^19 eV. La scoperta di neutrini e raggi gamma di altissima energia e la ricerca di possibili segnali provenienti dalle ipotizzate stringhe sono altri campi che saranno esplorati. Di notevole importanza saranno anche gli studi sui fenomeni che accadono nell’atmosfera terrestra, come nightglow, TLE (Transient Luminous Event), meteore e meteoriti.

In Uninettuno, oltre il Prof. Picozza ed il Prof. Conti, partecipa a questa linea di ricerca il Prof. Claudio Fornaro.

Un esperimento a bordo del pallone stratosferico EUSO-Balloon, con uno strumento rappresentante un sottoinsieme del grande telescopio, è stato effettuato con successo nell’Agosto 2014. Uninettuno ha realizzato tutto il software di bordo. Attualmente sono in preparazione altre due esperimenti pathfinder dell’esperimento maggiore JEM-EUSO: EUSO-TA e mini-EUSO. EUS-TA è in corso di installazione in Utah negli USA mentre mini-EUSO verrà installato all’interno della Stazione Spaziale. E’ in fase di definizione di una missione congiunta tra JEM-EUSO ed il progetto KLIPVE, proposto da colleghi russi, per la realizzazione del progetto comune ora nominato K-EUSO. In tutti questi esperimenti, l’impegno di Uninettuno è sostanziale ed è rivolto, oltre che al management, anche allo sviluppo della meccanica e del software di bordo ed alla definizione degli algoritmi per la selezione dei dati ed all’analisi dei dati. In questo contesto è stata sottoscritta una specifica convenzione per la ricerca tra UNINETUNO ed il RIKEN (Giappone).