IL NUOVO SAGGIATORE - Società Italiana di Fisica - If

S. CECCHINI: IL MISTERO DEI RAGGI COSMICI DI ULTRA ALTA ENERGIArarità di tali eventi, come si può vedere infig. 4. Questo grafico rappresenta essenzialmentel’inverso dello spettro misurato deiraggi cosmici e indica l’accettanza (m 2 srgiorni) necessaria per osservare 100 particellecon energia D E o , che per E o 410 19 eV èpari a 2.5 km 2 y.Le misure successive fatte al livello del mareed in alta montagna con apparati di diversedimensioni mostrarono che vi sono notevolifluttuazioni nel numero di particelle checompongono lo sciame al livello di osservazione,le quali rendono difficile una precisa determinazionedell’energia e della natura delprimario. Sebbene molte proprietà significativedegli sciami siano determinate dalla cascataef, altre sono influenzate dalle interazioniadroniche. Il punto della prima interazionedipende strettamente dalla sezione d’urtoinelastica protone-aria e cosi pure X max . Quindiuna misura dello spettro primario restava, eresta tuttora, legata a modelli numerici chesimulano lo sviluppo dello sciame.Fig. 3. – (a) Lunghezze di attenuazione L att per fotoni,protoni e nuclei di ferro in vari campi di radiazione,in funzione dell’energia E. Le tre curve continue siriferiscono all’attenuazione dell’energia di fotoni daparte della radiazione IR, a microonde e radio. Le duecurve tratteggiate si riferiscono alla propagazione deiprotoni nella radiazione 3K di fondo, mostrando sepratamanetel’effetto di produzione di coppie e dellafotoproduzione di pioni. La curva punteggiata mostral’attenuazione per i nuclei di Fe (adattato da ( 2 )).(b) Forma aspettata dello spettro energetico dei raggicosmici in conseguenza del cut-off dovuto all’effettoGZK e sua dipendenza dalla distribuzione in tempoe nello spazio (redshift) delle sorgenti dei raggi cosmici.La curva Diffuse rappresenta il caso di sorgentidistribuite uniformemmente nello spazio. Si dovrebbeosservare una protuberanza prima del cut-off:poiché il numero totale di protoni si conserva cosicchéi protoni perdono energia e si accumulano a energiepiù basse ( 8 )37buzione spazio temporale delle sorgenti (vedifig. 3b).2. – Le osservazioni con grandi apparatiLa difficoltà nello studio dei raggi cosmicidi altissima energia, D 10 18 eV, è legata allaFig. 4. – Accettanza necessaria per potere rivelare 100particelle con energia superiore a E. Il grafico è essenzialmentel’inverso dello spettro misurato dei raggicosmici.