Trenta ‘cervelli’ umbri impegnati da 13 anni per i primi importanti risultati pubblicati sulla rivista Physical Review Letters. Alpha Magnetic Spectrometer è il più grande e sensibile spettrometro magnetico per lo studio della fisica delle particelle che sia stato mai inviato nello spazio. L’Italia, e in questo contesto i team di Perugia e Terni, ha collaborato alla sua realizzazione con l’Istituto nazionale di fisica nucleare e l’Agenzia spaziale italiana.
Che cos’è Ams si trova all’esterno della Stazione spaziale internazionale: dalla sua installazione il 19 maggio 2011 fino ad oggi, ha registrato oltre 30 miliardi di raggi cosmici aventi energie fino a migliaia di miliardi di elettronvolt, grazie ad una strumentazione basata su un magnete permanente equipaggiato da una serie di rivelatori di particelle di precisione in grado di identificare ad uno ad uno i raggi cosmici che lo attraversano provenendo dalle zone più remote dello spazio. Nel corso della sua missione di lunga durata, Amsregistrerà 16 miliardi raggi cosmici ogni anno, trasmettendoli a terra per l’analisi dati a cura della Collaborazione Ams.
Primi risultati Quelli di oggi sono i primi risultati di fisica tra molti che seguiranno. Nei primi 18 mesi di operazioni nello spazio, dal 19 maggio 2011 al 10 dicembre 2012, AMS ha raccolto e analizzato 25 miliardi raggi cosmici primari. Tra questi 6.8 milioni di eventi, il campione statistico più grande mai raccolto, sono stati identificati in modo inequivocabile come elettroni e la loro controparte di antimateria, i positroni. Al momento attuale, il numero totale di positroni identificati da Ams, oltre 400 mila, è il più grande campione di particelle di antimateria di alta energia misurate direttamente nello spazio.
Collisioni di materia oscura o pulsar? La forma esatta dello spettro ricavato, una volta che sarà esteso a energie più alte, potrà dire se questo andamento è dovuto alla collisione di particelle di materia oscura o alla presenza di pulsar nella galassia. La grande precisione dei risultati ottenuti con i dati dei primi 18 mesi suggerisce che Ams potrà affrontare e risolvere questo problema con in dati che verranno raccolti in futuro. Negli ultimi due decenni c’è stato molto interesse relativamente alla frazione di positroni nei raggi cosmici primari, sia da parte dei fisici delle particelle che degli astrofisici. Il motivo alla base di questo interesse è il fatto che misurando il rapporto tra positroni ed elettroni e identificando un eventuale comportamento anomalo dello spettro di energia di questa quantità, si può giungere ad una migliore comprensione dell’origine della materia oscura o della presenza di altri nuovi fenomeni fisici.
Il ruolo di Perugia e Terni Il progetto Ams ha visto impegnati negli ultimi tredici anni, una trentina tra fisici ed ingegneri, coadiuvati dal personale tecnico ed amministrativo dell’Infn, del dipartimento di Fisica e del polo scientifico e didattico di Terni. Nei primi anni di attività il gruppo di Perugia è stato coordinato dal Prof. Roberto Battiston, ora all’Università di Trento, dal Dr. B. Alpat e dal Dr. M. Menichelli dell’Infn. Dal 2008 il gruppo ha operato sotto la guida della Prof.ssa Bruna Bertucci, come responsabile dell’unità di ricerca perugina e delle attività presso il laboratorio Serms del polo scientifico di Terni. Il team di Perugia ha avuto importanti responsabilità nella progettazione, costruzione e integrazione di Ams-02. Con il lancio e la messa in orbita a maggio 2011, l’attività si è concentrata sull’analisi dei dati di volo per la messa a punto dello strumento e per la ricerca di segnali di nuova fisica. I ricercatori perugini hanno seguito con continuità le operazioni dell’esperimento a Houston e Ginevra. L’analisi scientifica dei dati vede l’unità di ricerca di Perugia in prima linea, grazie alla profonda conoscenza dello strumento ed all’esperienza maturata in più di venti anni di attività di ricerca nell’ambito delle particelle elementari.