Responsabile: Marco Schioppa
Gnesi Ivan
Liguori Domenico
Petronio Carmela
Schioppa Marco
Turco Paola
Il Gruppo Collegato INFN di Cosenza, in collaborazione con il Dipartimento di Fisica dell’Università della Calabria, partecipa da alcuni anni all’iniziativa internazionale denominata International Cosmic Day (ICD). L’iniziativa è coordinata del laboratorio DESY di Amburgo (https://icd.desy.de/) con la collaborazione dell’INFN, CERN e FERMILAB ed è dedicata a far conoscere agli studenti e insegnati delle scuole di secondo grado di tutto il mondo la fisica dei raggi cosmici e con questa il modus operandi dei ricercatori oltre che i loro strumenti d’indagine e le tecniche di analisi dati.
Le scuole calabresi che hanno aderito nel corso degli anni a questa iniziativa sono distribuite su tutto il territorio della regione: Liceo Patrizi di Cariati e Liceo Valentini-Majorana nella provincia di Cosenza, Liceo E. Fermi di Catanzaro, Liceo Galluppi di Tropea nella provincia di Vibo Valentia, Liceo A. Volta di Reggio Calabria. Le attività sulle quali gli studenti e gli insegnanti si cimentano ogni anno sono volte a misurare il numero di raggi cosmici per unità di tempo e di superficie (rate) alla superficie terrestre e la distribuzione dell’angolo polare misurato rispetto alla verticale utilizzando rivelatori a scintillazione. I risultati delle misure eseguite dagli studenti e insegnanti delle scuole sono poi presentati all’ICD e pubblicati nel booklet dell’evento.
Nel corso degli anni e con l’aumento dell’interesse che le scuole rivolgono nei programmi di studio della radiazione cosmica, alcune di esse hanno eseguito misure più ambiziose come la misura della vita media del leptone mu, la tomografia muonica, la misura del rate in funzione dell’altitudine dalla superficie terrestre mediante pallone aerostatico, la misura del rate di raggi cosmici con il rivelatore immerso in acqua.
Su questo ultimo soggetto, il gruppo INFN di Cosenza sta organizzando insieme alle scuole calabresi una campagna di misure presso il lago Arvo (località Lorica) del comune di San Giovanni in Fiore da effettuarsi entro la fine dell’anno scolastico corrente (2021-22). Le scuole che hanno aderito sono 5 e ciascuna di queste riceverà da parte del gruppo INFN di Cosenza un contenitore ermetico con all’interno un rivelatore ArduSiPM alimentato da una power bank. Ogni volta che una particella dei raggi cosmici attraversa lo scintillatore viene prodotto un segnale luminoso. Una parte di quest’ultimo viene convertita da un fotosensore al silicio (SiPM) in un piccolo segnale elettrico ed inviato ad una scheda ArduSiPM. La scheda alimenta il SiPM, analizza il segnale, lo digitalizza e lo invia ad un microprocessore M5Stack. Quest’ultimo ha la funzione di memorizzare i dati su una flesh-memory e di trasmetterli via wi-fi ad un laptop/tablet/smartphone posto nelle vicinanze per verificare la qualità dei dati ed eseguire le analisi online. La figura di sinistra mostra il rivelatore e tutti i servizi necessari per alimentare il fotosensore, condizionare il segnale elettrico, discriminarlo e memorizzarlo. La figura di destra mostra 4 dei 5 contenitori ermetici per la misura del flusso dei raggi cosmici in acqua al variare della profondità del rivelatore.
Le scuole hanno ricevuto il rivelatore e hanno iniziato ad acquisire dati nel loro laboratorio scolastico. Almeno una volta al giorno registrano su un foglio excel temperatura, umidita’ relativa, pressione atmosferica e numero di particelle al minuto. A partire dal 15 maggio 2022 inizieranno ad esercitarsi in condizioni operative, ovvero acquisire 5 set di misure da 30 minuti ciascuna, come poi avverrà il giorno in cui ci ritroveremo tutti alle 9:00 del mattino del 31 maggio 2022 presso il centro olimpico del lago Arvo nella Sila per eseguire il programma di misure in acqua.
Gli studenti del Liceo di Tropea hanno realizzato le zattere (figura di sinistra) che sorreggeranno, sia sopra l’acqua che immersi in acqua, i rivelatori durante la campagna di misura. Il poster con il programma della campagna di misura e’ riportato a destra.
La figura che segue è stata scattata nel giugno del 2019 nelle vicinanze del lago Cecita di Camigliatello Silano. Riprende gli studenti del Liceo Patrizi di Cariati, il loro professore di Fisica Domenico Liguori (sulla destra) e dietro di lui, qualche metro più distante, il dott. Valerio Bocci dell’INFN di Roma1, mentre accompagnano con le loro mani il pallone MOCRIS nel suo viaggio verso la stratosfera terrestre.
