Quando si tratta di pianeti con anelli, conosciamo la risposta: Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Ma i nuovi risultati dell'esperimento PAMELA mostrano che anche la Terra ha un sistema ad anello ... Uno composto da antiprotoni del raggio cosmico intrappolati geomagneticamente.
"L'esistenza di un flusso significativo di antiprotoni confinati nella magnetosfera terrestre è stata considerata in diversi lavori teorici". dice il caposquadra, 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 rivelatori specializzati, PAMELA frusta intorno alla Terra su un'orbita molto inclinata.
"L'orbita del satellite (inclinazione di 70 gradi e 350–610 km di altitudine) consente a PAMELA di eseguire una misurazione molto dettagliata della radiazione cosmica in diverse regioni della magnetosfera terrestre, fornendo informazioni sulla natura e gli spettri energetici delle particelle sub-cut-off." dice Adriani. "L'orbita del satellite attraversa l'Anomalia del Sud Atlantico (SAA), consentendo lo studio di particelle intrappolate geomagneticamente nella cintura di radiazione interna."
Dai suoi rilevatori secondari, PAMELA ha preparato una porzione di antiprotoni, ma non è stato un lavoro facile. "È probabile che gli antiprotoni nella gamma di energia selezionata si annichilino all'interno del calorimetro, lasciando così una chiara firma." dice la squadra. “La segmentazione longitudinale e trasversale del calorimetro viene sfruttata per consentire la caratterizzazione dello sviluppo della doccia. Queste selezioni sono combinate con misurazioni dE / dx da singole strisce nei piani del rivelatore di silicio per consentire l'identificazione delle docce elettromagnetiche con altissima precisione. "
Per 850 giorni, i rilevatori hanno raccolto i 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 dello specchio 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 di limitare in modo significativo le previsioni dei modelli di antiprotoni intrappolati, riducendo le incertezze relative allo spettro di produzione di antiprotoni nella magnetosfera terrestre."
Fonte originale della storia: newsletter astrofisiche.
