Alla scoperta dei raggi cosmici: Introduzione

 Benvenuti e benvenute nel nuovo post di AstroNEWs!

Oggi sono qui per parlarvi dei raggi cosmici.

I raggi cosmici sono un argomento molto importante ed interessante dell'astrofisica e proprio per questo ho deciso di farci una serie.

I raggi cosmici sono particelle di alta energia che, muovendosi quasi alla velocità della luce, colpiscono la Terra da ogni direzione. Come dice il nome stesso, provengono dal cosmo, cioè dallo spazio che ci circonda. Possono provenire dal Sole, dalla nostra Galassia o addirittura da altre galassie con potenti quasar al loro centro.

La presenza dei raggi cosmici fu scoperta dal fisico tedesco Victor Hess nel 1936. A quei tempi gli scienziati che studiavano protoni, atomi e altre particelle subatomiche si resero conto di una cosa che non poteva essere spiegata.

  

Con un semplice elettroscopio (immagine a fianco), formato da due lamiere appese ad un gancio di metallo gli scienziati notarono qualcosa di strano. Nell'esperimento si caricava il gancio negativamente (di elettroni), che trasmetteva l'energia alle lamiere, che a loro volta si separavano perché aventi la stessa carica elettromagnetica. Il fatto era che pur isolate, dopo un po' le lamiere ritornavano attaccate. Riprovarono l'esperimento  isolandolo ancora di più ma si otteneva lo stesso risultato. Allora si ipotizzò che ci fosse una radiazione che alterava la dimostrazione proveniente dal nucleo della Terra. Così rieffettuarono l'esperimento sulla cima della Torre Eiffel e non solo i non era cambiato nulla, ma le lamiere impiegavano anche di meno a chiudersi. Tutta la comunità scientifica era confusa.

Ci pensò Victor Hess che, nel 1912,
decise di tentare un esperimento per risolvere la questione ancora aperto . Egli caricò su una mongolfiera un elettroscopio e e intraprese un viaggio a 5000 metri d'altezza che dimostrò come più si saliva meno tempo impiegavano le lamiere a chiudersi. Questo significava che la radiazione sconosciuta che alterava l'esperimento non aveva origine terrestri, ma proveniva dall' alto: dall'universo.  

Victor li chiamò Raggi Cosmici. 

Ma come si possono vedere i raggi cosmici?

I raggi cosmici che entrano nell’atmosfera terrestre si dicono primari ed essi collidono con gli atomi di cui essa è composta. In queste collisioni le particelle si dividono in altre più piccole che a loro volta interagiscono creandone delle altre. Il risultato è quello che viene chiamato “shower”, ossia una specie di doccia di particelle (immagine a fianco). Molte di esse, tra cui elettroni, muoni, e neutrini, riescono a giungere sino alla superficie e sono detti raggi cosmici secondari.

Per osservare i raggi cosmici primari (come i neutrini), dobbiamo usare satelliti in orbita, che riescono a “catturarli” prima che entrino nell’atmosfera. Un esempio è MACRO (Monopole, Astrophysics and Cosmic Ray Observatory), operativo dal 1989 al 2000. I suoi risultati riguardanti la componente penetrante dei raggi cosmici, ha contribuito a chiarire la composizione, l'origine e i meccanismi di interazione dei Raggi Cosmici primari.

Riguardo invece ai raggi cosmici secondari o terziari, quelli che arrivano sulla superficie terrestre, non possiamo vederli con normali telescopi. Questo perché non sono fatti di fotoni, cioè  di luce, ma di semplici particelle che sono così veloci che il nostro occhio non può percepire. Quindi non servono neanche strane lunghezze d'onda per osservarli.

Per scovarli abbiamo bisogno di nuove tecnologie. Per questo esiste l'osservatorio Pierre Auger, in Argentina, di cui parleremo nel prossimo episodio della serie dei raggi cosmici.

Soprattutto in questo caso sono aperto ad ogni tipo di domanda sui raggi cosmici o consigli per altri post!

Al prossimo post da Leonardo👋👋👋!!!