Post on 06-Aug-2015
Moon ShadowL’ombra della Luna
Domenico Gerardi
Dipartimento di Fisica, Lecce
24 giugno 2011
Domenico Gerardi Moon Shadow
Piano della Presentazione
Indice1 Natura raggi cosmici
2 Moon Shadow
Composizione raggi primari e secondari, provenienza
Relative tecniche utilizzate per lo studio dei comportamenti ecomponenti dei raggi cosmici che raggiungono il nostropianeta
Domenico Gerardi Moon Shadow
Piano della Presentazione
Indice1 Natura raggi cosmici2 Moon Shadow
Composizione raggi primari e secondari, provenienza
Relative tecniche utilizzate per lo studio dei comportamenti ecomponenti dei raggi cosmici che raggiungono il nostropianeta
Domenico Gerardi Moon Shadow
Natura Raggi Cosmici
Particelle subatomiche con velocità c
Raggi Cosmici Primariprotoni 90%particelle α 9%elettroni ed altri nuclei leggerifotoni, neutrini, positroni, antiprotoni
Energia
1 108 − 1010eV Raggi Cosmici Solari2 1010 − 1015eV Raggi Cosmici Galattici3 > 1015eV Raggi Cosmici Extragalattici
Domenico Gerardi Moon Shadow
Natura Raggi Cosmici
Particelle subatomiche con velocità c
Raggi Cosmici Primariprotoni 90%particelle α 9%elettroni ed altri nuclei leggerifotoni, neutrini, positroni, antiprotoni
Energia1 108 − 1010eV Raggi Cosmici Solari
2 1010 − 1015eV Raggi Cosmici Galattici3 > 1015eV Raggi Cosmici Extragalattici
Domenico Gerardi Moon Shadow
Natura Raggi Cosmici
Particelle subatomiche con velocità c
Raggi Cosmici Primariprotoni 90%particelle α 9%elettroni ed altri nuclei leggerifotoni, neutrini, positroni, antiprotoni
Energia1 108 − 1010eV Raggi Cosmici Solari2 1010 − 1015eV Raggi Cosmici Galattici
3 > 1015eV Raggi Cosmici Extragalattici
Domenico Gerardi Moon Shadow
Natura Raggi Cosmici
Particelle subatomiche con velocità c
Raggi Cosmici Primariprotoni 90%particelle α 9%elettroni ed altri nuclei leggerifotoni, neutrini, positroni, antiprotoni
Energia1 108 − 1010eV Raggi Cosmici Solari2 1010 − 1015eV Raggi Cosmici Galattici3 > 1015eV Raggi Cosmici Extragalattici
Domenico Gerardi Moon Shadow
Natura Raggi Cosmici
Tipologie1 Solari
2 Galattici3 Extragalattici
Minore energia, prodotti da eruzioni solari
Esplosioni supernove, buchi neri e stelle a neutroni provenientidalla via LatteaFuori la nostra galassia, provenienti da quasar o dal nucleo diuna galassia attiva, o dallo scontro tra due galassie
Domenico Gerardi Moon Shadow
Natura Raggi Cosmici
Tipologie1 Solari2 Galattici
3 Extragalattici
Minore energia, prodotti da eruzioni solari
Esplosioni supernove, buchi neri e stelle a neutroni provenientidalla via Lattea
Fuori la nostra galassia, provenienti da quasar o dal nucleo diuna galassia attiva, o dallo scontro tra due galassie
Domenico Gerardi Moon Shadow
Natura Raggi Cosmici
Tipologie1 Solari2 Galattici3 Extragalattici
Minore energia, prodotti da eruzioni solariEsplosioni supernove, buchi neri e stelle a neutroni provenientidalla via Lattea
Fuori la nostra galassia, provenienti da quasar o dal nucleo diuna galassia attiva, o dallo scontro tra due galassie
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Natura Raggi Cosmici
Raggi cosmici secondari
prodotti dall’interazione con l’atmosferasi estendono su una superficie molto più ampia(minor densitàradiattiva)
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Moon Shadow
PremesseEffetto Latitudine Geomagnetica(Jacob Clay 1927)
Dipendenza dell’intensità dalla latitudinegeografica
La radiazione cosmica è costituita inparte da particelle cariche che subisconol’influenza del campo magnetico terrestre
Effetto Est-Ovest (Bruno Rossi 1930)Essendo di natura particellare,presentanouna distribuzione asimmetrica rispetto alpiano del meridiano geomagnetico
Prevalenza dei corpuscoli provenienti daEst (carica negativa) o da Ovest (caricapositiva)
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Moon Shadow
ARGO-YBJ
estensione di 6000 m2 ad un altitudine di 4300 mrivelatore di sciami estesi di particelle generate dall’interazione dei raggicosmici con l’atmosferaricostruisce il fronte dello sciame(max a 5000-6000 metri di altitudine)ottenendo informazioni sulla direzione di provevienza e l’energia dellaparticella che lo ha prodotto
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Moon Shadow
Blocca il cammino dei CRs verso la Terra generando un deficitnella sua direzionePermette di misurare la quantità di antiprotoni presenti neiCRs primariStudiare il flusso antiprotonico ad energie non ancoraaccessibili a esperimenti via satellite
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Moon Shadow
Moon Shadow Analysis: costruzione di 3 mappe del cielo incoordinate celesti
EventoConsidera unicamente la parte di cielo interessata analizzando irilevamenti ottenuti da quella zona
Mappa di fondotime swapping: attraverso una simulazione, generando dai datiuna distribuzione nella zona scelta in assenza di Lunaequi-zenith angle: analizzando una zona differente ma allo stessoangolo di declinazione
Mappa di significativitàottenuta dalla differenza delle altre 2 mappe, applicandosuccessivamente un procedimento di levigatura correlando i datiacquisiti per mezzo della risoluzione angolare del detectorpermette di stimare la significatività statistica dell’osservazione
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Moon Shadow
Moon Shadow Analysis: costruzione di 3 mappe del cielo incoordinate celestiEvento
Considera unicamente la parte di cielo interessata analizzando irilevamenti ottenuti da quella zona
Mappa di fondotime swapping: attraverso una simulazione, generando dai datiuna distribuzione nella zona scelta in assenza di Lunaequi-zenith angle: analizzando una zona differente ma allo stessoangolo di declinazione
Mappa di significativitàottenuta dalla differenza delle altre 2 mappe, applicandosuccessivamente un procedimento di levigatura correlando i datiacquisiti per mezzo della risoluzione angolare del detectorpermette di stimare la significatività statistica dell’osservazione
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Moon Shadow
Moon Shadow Analysis: costruzione di 3 mappe del cielo incoordinate celestiEvento
Considera unicamente la parte di cielo interessata analizzando irilevamenti ottenuti da quella zona
Mappa di fondotime swapping: attraverso una simulazione, generando dai datiuna distribuzione nella zona scelta in assenza di Lunaequi-zenith angle: analizzando una zona differente ma allo stessoangolo di declinazione
Mappa di significativitàottenuta dalla differenza delle altre 2 mappe, applicandosuccessivamente un procedimento di levigatura correlando i datiacquisiti per mezzo della risoluzione angolare del detectorpermette di stimare la significatività statistica dell’osservazione
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Moon Shadow
Moon Shadow Analysis: costruzione di 3 mappe del cielo incoordinate celestiEvento
Considera unicamente la parte di cielo interessata analizzando irilevamenti ottenuti da quella zona
Mappa di fondotime swapping: attraverso una simulazione, generando dai datiuna distribuzione nella zona scelta in assenza di Lunaequi-zenith angle: analizzando una zona differente ma allo stessoangolo di declinazione
Mappa di significativitàottenuta dalla differenza delle altre 2 mappe, applicandosuccessivamente un procedimento di levigatura correlando i datiacquisiti per mezzo della risoluzione angolare del detectorpermette di stimare la significatività statistica dell’osservazione
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Moon Shadow
Modello Geomagnetico
1 Campo magnetico Lunare trascurabile2 IMF : il campo magnetico interplanetario, dovuto al vento
solare è trascurabile nel sistema Terra-Luna3 GMF : la traiettoria dei CRs dipende sopratutto dalla
posizione dell’esperimento relativa al campo magneticoterrestre
EFFETTO EST-OVEST
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Moon Shadow
Modello Geomagnetico1 Campo magnetico Lunare trascurabile
2 IMF : il campo magnetico interplanetario, dovuto al ventosolare è trascurabile nel sistema Terra-Luna
3 GMF : la traiettoria dei CRs dipende sopratutto dallaposizione dell’esperimento relativa al campo magneticoterrestre
EFFETTO EST-OVEST
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Modello Geomagnetico1 Campo magnetico Lunare trascurabile2 IMF : il campo magnetico interplanetario, dovuto al vento
solare è trascurabile nel sistema Terra-Luna
3 GMF : la traiettoria dei CRs dipende sopratutto dallaposizione dell’esperimento relativa al campo magneticoterrestre
EFFETTO EST-OVEST
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Moon Shadow
Modello Geomagnetico1 Campo magnetico Lunare trascurabile2 IMF : il campo magnetico interplanetario, dovuto al vento
solare è trascurabile nel sistema Terra-Luna3 GMF : la traiettoria dei CRs dipende sopratutto dalla
posizione dell’esperimento relativa al campo magneticoterrestre
EFFETTO EST-OVEST
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Moon Shadow
Modello Geomagnetico1 Campo magnetico Lunare trascurabile2 IMF : il campo magnetico interplanetario, dovuto al vento
solare è trascurabile nel sistema Terra-Luna3 GMF : la traiettoria dei CRs dipende sopratutto dalla
posizione dell’esperimento relativa al campo magneticoterrestre
EFFETTO EST-OVEST
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Moon Shadow
∆α = −1.58o ZE [TeV ]
Si assume che il GMF sia dovuto ad un dipolo statico posto alcentro della Terra
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Moon Shadow
effetto Est-Ovest effetto Nord-Sud
la deviazione lungo tale direzione è piùgrande di quella predetta∆α = −1.58o Z
E [TeV ]
discordante dall’approccio analitico per ilquale la deviazione è zero
la deviazione risulta essere mediamentenulla
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Moon Shadow
Moon Shadow Simulation
grafici superiori : la Luna osservata da un detector ideale in assenza epresenza del GMFgrafici inferiori : effetto del detector Point Spread Function(PSF),posizionando i dati attraverso l’utilizzo di una gaussiana,permettendo di risolvere i dati e rappresentarli da coordinate celesti su diun piano
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Moon Shadow
Effetto Giorno-Notte
non si osserva alcuna significativa differenzai possibili effetti dovuti al vento solare non danno contributiapprezzabili riguardo la curvatura dei CRs nel periodo di minimosolarenel periodo di max solare potrebbero essere ottenute variazioni piùevidenti
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Moon Shadow
Accuratezza di puntamento e Risoluzione angolare
Il punto di accuratezza può essere determinato osservando laposizione dell’ombra della Luna data dai raggi cosmici piùenergetici, affetti da una deflessione trascurabile( per protoni di30 TeV defl.=0.05o)
i nuclei più pesanti presentano una maggiore curvatura, ma ètrascurabile il loro contributo in questo range di energiala risoluzione angolare misurata lungo Nord-Sud da ARGO-YBJ è inaccordo con la simulazione Monte Carlo
Domenico Gerardi Moon Shadow
Moon Shadow
Calibrazione Scala di EnergiaGMF come spettrometro magnetico: spostamento Est-Ovest inversamenteproporzionale all’energiafornisce un controllo diretto tra grandezza dello sciame e l’energia primaria
si osserva una un buon accordo tra dati sperimentali e Monte Carlolo spostamento è dovuto all’effetto del GMF e del detector PSFerrore di puntamento di 0.02o , la scala di energia può essere fissata nel range dimolteplicità di 20-2000 particelle
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