Incontro Nazionale di Astrofisica delle Alte Energie Raggi cosmici vicino alla Terra : l’attività della collaborazione WiZard Incontro Nazionale di Astrofisica delle Alte Energie Roberta Sparvoli INFN Roma II, Università di Roma “Tor Vergata”

La collaborazione WiZard • University and INFN, Bari (Italy) • University and INFN, Florence (Italy) • University and INFN, Naples (Italy) • University of Rome Tor Vergata and INFN Roma2, Rome (ltaly) • University and INFN, Trieste (Italy) • Laboratori Nazionali di Frascati INFN, Frascati (Italy) • Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara”, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Florence (Italy) • Moscow State Engineering and Physics Institute, Moscow (Russia) • Lebedev Physical Institute, Moscow (Russia) • Ioffe Physical Technical Institute, St. Petersburg (Russia) • Royal Institute of Technology, Stockholm (Sweden) • University of Siegen, Siegen (Germany) • NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt (USA) • Particle Astrophysics Laboratory, New Mexico State University, Las Cruces (USA)

Obiettivi scientifici Monitoraggio di raggi cosmici in un ampio range di energia da misure dirette: 10 MeV < E < 200 GeV L’obiettivo e’ realizzato tramite: Missioni con palloni stratosferici Missioni su Stazione Spaziale Missioni su satellite

Missioni passate e future Palloni MASS1 (89) MASS2 (91) TS93 CAPRICE94 CAPRICE97 CAPRICE98 Missioni passate e future Satellite/Stazione Spaziale 1990 1995 2000 2005 Life Science SilEye-1 SilEye-2 Cosmic rays NINA NINA-2 PAMELA SilEye-3 g rays AGILE ALTEA GLAST

Interessi primari Misura dei flussi assoluti e degli spettri energetici degli antiprotoni e positroni Collisione inelastica di protoni ed alfa con il mezzo interstellare Annichilazione o decadimento di materia oscura nell’alone della nostra Galassia Buchi neri primordiali prodotti nei primi istanti del Big-Bang Sorgenti extragalattiche Ricerca di antinuclei Ricerca di antinuclei di alta energia da domini oltre il limite esplorato con i raggi gamma (10 Mpc ed oltre)

Ma anche ... Natura ed origine dei raggi cosmici Meccanismi di produzione, accelerazione e propagazione dei raggi cosmici Misura dei flussi e degli spettri energetici di elettroni, protoni, alfa, necessari per una interpretazione non ambigua di segnali di materia esotica Misura dei flussi dei muoni a varie altezze nell’atmosfera (anomalia dei n atmosferici)

Palloni stratosferici MASS - 1 (1989) MASS - 2 (1991) TrampSI (1993) CAPRICE (1994) CAPRICE (1997) CAPRICE (1998)

Principio dei rivelatori Spettro degli antiprotoni 500 MeV - 40 GeV Spettri di e+ ed e- 500 MeV - 40 GeV Spettri di p ed He 500 MeV – 200 GeV Spettri di + e - nell’atmosfera Tecniche della fisica subnucleare nello spazio

Positroni e antiprotoni

Protoni ed elio In totale, 30 articoli su rivista

Missioni INFN nello spazio SilEye-1 MIR 1995-1997 SilEye-2 MIR 1997-2001 AMS-01 Shuttle 1998 NINA-1 Resurs 1998 NINA-2 MITA 2000 SilEye-3 ISS 2002 Aprile PAMELA Resurs 2004 (primi mesi) AGILE MITA 2005 AMS-02 ISS 2006 ? ALTEA ISS 2006 ? GLAST Sat. 2006 EUSO ISS 2008 ?

Abbondanze nucleari all’interno della Stazione Spaziale MIR Esperimenti SilEye-1, 2, 3 SilEye-2 SilEye-1 Abbondanze nucleari all’interno della Stazione Spaziale MIR SilEye-3

Missioni NINA 1 e 2 Abbondanze nucleari e isotopiche: nuclei P-Fe 10-200 MeV/n Raggi Cosmici: Galattici Intrappolati Solari NINA 1 NINA 2

Il vettore ZENIT sulla rampa di lancio Baikonur, Kazakhstan 10 luglio 1998 NINA-RESURS 97° 810 km Il razzo COSMOS in fase di lancio Plesetsk, Russia 15 luglio 2000 NINA2-MITA 89° 440 km

Risultati In totale, 12 articoli su rivista

L’esperimento PAMELA TOF Protoni 80 MeV – 700 GeV TRD TRK ND TOF ANTI CALO Protoni 80 MeV – 700 GeV Antiprotoni 80 MeV – 190 GeV Elettroni 50 MeV – 3 TeV Positroni 50 MeV - 270 GeV Nuclei < 700 GeV/n Limite per Antinuclei 10-8 Massa del rivelatore 440 Kg Potenza 355 W MDR – 770 GV

Satellite Resurs-DK1 Satellite Resurs-DK1 Massa totale: 10 ton Per PAMELA: 750 Kg Orbita ellittica: 300-600 Km Inclinazione: 70.4° Periodo di operazione: 3 anni Lanciatore: SOYUZ Base di lancio: Baikonur Data di lancio prevista: Primo trimestre 2004

Flussi attesi da PAMELA

Stato dell’esperimento

Conclusioni Dal 1989 la collaborazione WiZard studia la radiazione cosmica diretta Al suo attivo ha gia’ 11 missioni nello spazio Nel 2004 verra’ lanciata la missione piu’ importante della collaborazione (experimento PAMELA) Il futuro prevede l’esplorazione della radiazione gamma, finora mai studiata Visit our web site http://wizard.roma2.infn.it