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Nuovi risultati dall’esperimento EEE al Liceo A. Scacchi di Bari Nuovi risultati dall’esperimento EEE al Liceo A. Scacchi di Bari 100° Congresso Nazionale.

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1 Nuovi risultati dall’esperimento EEE al Liceo A. Scacchi di Bari Nuovi risultati dall’esperimento EEE al Liceo A. Scacchi di Bari 100° Congresso Nazionale Società Italiana di Fisica – Pisa - Attività scientifica e didattica nell’ambito del progetto Extreme Energy Events. Osservazione delle variazioni giornaliere della frequenza dei conteggi dei raggi cosmici. Attività scientifica e didattica nell’ambito del progetto Extreme Energy Events. Osservazione delle variazioni giornaliere della frequenza dei conteggi dei raggi cosmici. M. Abbrescia - B. Fanti - N. Fusco - M. Gaeta - M.F. Muscarella Collaborazione EEE. VI - Fisica generale, didattica e storia della fisica 24 Settembre 2014

2 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre 2014 Il progetto Extreme Energy Events Si propone lo studio dei raggi cosmici di alta energia mediante un array di rivelatori MRPC ubicati in laboratori e scuole distribuiti in varie zone della nostra penisola. Gli studenti e i docenti vengono coinvolti in ogni fase del progetto, dalla costruzione degli apparti al CERN, al monitoraggio degli stessi e all’analisi dei dati. Concepiti per lo studio delle correlazioni di sciami atmosferici, i singoli rivelatori si prestano ad osservazioni di vario genere, quali le variazioni dovute ad attività solari o all’alternanza giorno-notte. MIUR Centro Fermi CERN CNR Dipartimenti di Fisica delle Università Italiane FEMCCS INFN INGV SIF WFS 2

3 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre Il rivelatore MRPC E’ costituito da tre camere ad elettrodi piani resistivi mantenuti ad una ddp di circa 20kV, suddivisi in 6 sottili gap da lastre di vetro e riempiti di una miscela di C 2 H 2 F 4 e SF 6. La ionizzazione prodotta dalla particella carica che attraversa la camera produce un segnale sulle strip di rame che rivestono gli strati più esterni della camera e che costituiscono gli elettrodi di lettura, registrato dall’elettronica di front-end ed elaborato in modo da poterne ricavare le coordinate del punto di impatto. La traiettoria della particella si deduce dalle coordinate dei segnali sulle tre camere. eee.centrofermi.it/video

4 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre Il gruppo EEE conta ogni anno circa studenti del triennio e 4 docenti Vengono annualmente organizzati corsi di formazione sulla fisica dei raggi cosmici, sul funzionamento del telescopio e sul software dedicato; Il training sul monitoraggio dell’apparato avviene per piccoli gruppi, affidati a docenti – tutor Seminari tematici vengono organizzati in collaborazione con l’INFN e con il dipartimento di Fisica dell’Università di Bari Le attività di diffusione (workshop, settimana della cultura scientifica, apertura dei laboratori alle scuole del territorio) sono affidate alle performance dei ragazzi Si visitano i principali laboratori nazionali ed europei

5 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre Anno Scolastico 2013/2014 Monitoraggio delle variazioni giornaliere nel flusso di arrivo dei raggi Liceo Scacchi L’intensità dei raggi cosmici può essere soggetta a variazioni: – Anisotropia riconducibile al moto dell’osservatore rispetto al «plasma» dei raggi cosmici (Effetto Compton-Getting) Moto del sistema solare rispetto alla Galassia Moto della Terra rispetto al Sole – Anisotropia riconducibile alla propagazione dei raggi cosmici nel sistema solare dovuta alla configurazione del campo magnetico interplanetario. A livello del mare, la variazione è dovuta essenzialmente ad effetti sulla produzione e propagazione di muoni nell’atmosfera – Variazione della densità con temperatura e pressione

6 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre Per osservare queste variazioni è necessario collocarsi in periodi di quiete dell’attività solare ed effettuare una correzione rispetto alle variazioni di pressione atmosferica (www.meteobari.it)

7 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre Coefficiente barometrico L’assorbimento delle particelle da parte delle molecole d’aria dipende dalla pressione atmosferica secondo una legge di tipo esponenziale: O, in forma differenziale:

8 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre Per piccole variazioni di pressione: R 0 = valor medio del rate MRPC EEE Bari: MRPC EEE Catania: MRPC EEE Altamura:

9 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre marzo-5aprile 2014: BARI e OULU a confronto (Oulu data on

10 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre 2014 Analisi armonica BARI e OULU a confronto Sp ettro di potenza del rate 24 h

11 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre Conclusioni / Il telescopio EEE si conferma uno strumento versatile, utile all’avviamento di docenti e studenti ad una attività di «ricerca» vera e propria, che li costringe a misurarsi con problematiche di fisica e di analisi dati al di fuori dei collaudati percorsi didattici. Sul piano formativo, affidare agli studenti il monitoraggio di una strumentazione delicata e costosa li responsabilizza ed insegna loro a rispettare gli impegni. Ogni volta che si pone la necessità di cambiare strategia, si scopre di aver imparato dagli errori commessi. Si acquisiscono le doti di precisione e cura dei dettagli, pazienza e ostinazione nel perseguire i risultati, umiltà e senso di collaborazione. Sul piano scientifico, i dati registrati dal telescopio EEE confermano un buon accordo con dati di osservatori «professionali» e sono utili anche allo studio delle piccole variazioni nel flusso dei raggi cosmici.

12 ALTRE SLIDES 12

13 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre Correzione del grafico della rate per il coefficiente barometrico Esame della variazione percentuale della rate in un periodo di tempo opportunamente scelto e confronto con i dati dell’osservatorio di neutroni di Oulu

14 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre Ma non basta…… Daily variations understood to result from a combination of inward diffusion along the spiral interplanetary magnetic field and outward convection by the solar wind. If we decompose cosmic ray flux into radial and tangential components, radial flux of galactic cosmic rays will be compensated by solar wind convective outflow. Tangential component, due to Earth’s rotation, causes variation with maximum at 18:00 local time. SUN 45 0 I tan I radial I Solar wind Cosmic Rays G.F. Krymsky, 1964.

15 L.S.S. “A. Scacchi” – Bari Collaborazione EEE 100° Congresso Nazionale SIF Pisa, 24 settembre Attività svolta nell’a.s. 2013/2014: Monitoraggio delle variazioni giornaliere I ragazzi hanno acquisito un livello di abilità tale da procedere sistematicamente a: Raccolta dati e plottaggio della frequenza di acquisizione deducibile mediante il software “Rate converter” Raccolta e organizzazione dei dati della pressione atmosferica messi a disposizione da centraline meteo. (http://www.meteobari.com/)http://www.meteobari.com/


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