Quando si tratta di pianeti con anelli, conosciamo la risposta: Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Ma le nuove scoperte dell'esperimento PAMELA mostrano che anche la Terra ha un sistema di anelli... Uno composto da antiprotoni di raggi cosmici intrappolati geomagneticamente.
'L'esistenza di un flusso significativo di antiprotoni confinati nella magnetosfera terrestre è stata considerata in diversi lavori teorici'. afferma il capogruppo, O. Adriani del Dipartimento di Fisica dell'Università di Firenze. 'Queste antiparticelle sono prodotte nelle interazioni nucleari dei raggi cosmici energetici con l'atmosfera terrestre e si accumulano nel campo geomagnetico ad altitudini di diverse centinaia di chilometri'.
L'esperimento PAMELA - abbreviazione di Payload for Antimatter Exploration e Light-nuclei Astrophysics - si basa su una collaborazione internazionale che coinvolge circa 100 fisici. La sua attrezzatura all'avanguardia è stata progettata per studiare la natura della materia oscura, l'apparente assenza di antimateria cosmologica e l'origine e l'evoluzione della materia nella galassia. Utilizzando uno spettrometro a magneti permanenti con una varietà di rilevatori specializzati, PAMELA gira intorno alla Terra su un'orbita molto inclinata.
'L'orbita del satellite (inclinazione di 70 gradi e altitudine 350-610 km) consente a PAMELA di eseguire una misurazione molto dettagliata della radiazione cosmica in diverse regioni della magnetosfera terrestre, fornendo informazioni sulla natura e sugli spettri energetici delle particelle sub-cut-off'. dice Adriano. 'L'orbita del satellite passa attraverso l'anomalia dell'Atlantico meridionale (SAA), consentendo lo studio delle particelle intrappolate geomagneticamente nella fascia interna di radiazione'.
Dai suoi sottorivelatori, PAMELA ha distribuito una porzione di antiprotoni, ma non è stato un lavoro facile. 'Gli antiprotoni nell'intervallo di energia selezionato rischiano di annichilirsi all'interno del calorimetro, lasciando così una chiara firma'. dice la squadra. “La segmentazione longitudinale e trasversale del calorimetro viene sfruttata per consentire di caratterizzare lo sviluppo della doccia. Queste selezioni sono combinate con misurazioni dE/dx da singole strisce nei piani di rilevamento del silicio per consentire l'identificazione delle docce elettromagnetiche con una precisione molto elevata.
Per 850 giorni, i rilevatori hanno raccolto dati e li hanno confrontati con le simulazioni. Gli antiprotoni intrappolati dipendevano fortemente dalla raccolta angolare, dalla funzione di risposta direzionale sulla posizione orbitale del satellite e dal suo orientamento rispetto al campo geomagnetico. “Tutti gli antiprotoni identificati, caratterizzati da un angolo di inclinazione vicino a 90 gradi, sono stati trovati a spirale attorno alle linee di campo, rimbalzano tra i punti speculari ed eseguono anche una lenta deriva longitudinale attorno alla Terra, per una lunghezza totale del percorso pari a diversi raggi terrestri. ' ha detto la squadra. 'I risultati di PAMELA consentono di testare i modelli di trasporto CR nell'atmosfera terrestre e limitano in modo significativo le previsioni dai modelli di antiprotoni intrappolati, riducendo le incertezze relative allo spettro di produzione di antiprotoni nella magnetosfera terrestre'.
Fonte della storia originale: newsletter del giornale astrofisico.