IL NUOVO SAGGIATORE - Società Italiana di Fisica - If

IL NUOVO SAGGIATORE40modelli usati dai due apparati per ricavarel’energia del primario. La relazione che permettela conversione della densità misurataS(600) nell’energia del primario è stata valutatamediante metodi MC e risulta essereE o 42.03310 17 S 0 (600) eV,dove S 0 si riferisce alla quantità misurata persciami verticali. Poiché gli sciami inclinati attraversanopiù atmosfera occorre convertireS u (600) osservato nel caso dell’angolo zenitaleu in S 0 . L’accuratezza nella ricostruzione deglieventi viene valutata dall’analisi di ungran numero di eventi simulati.I fattori che introducono incertezza nelladeterminazione dello spettro sono essenzialmentetre: il primo è l’incertezza nella misuradella densità di particelle che attraversanoun dato rivelatore; il secondo è dovuto allaformula empirica della distribuzione lateralee alla curva di attenuazione di S(600) –– nelcaso questi due fattori pesino nello stessosenso si può stimare che diano origine ad unaincertezza di ±20%. Il terzo risiede nella formuladi conversione riportata sopra; sebbenequesta formula non sia sensibile al tipo di interazionenon è stimabile quanto sia l’incertezzaintrodotta dai diversi Monte Carlo nellastima di E o . Infine bisogna avere una buonastima dell’area sensibile, quantità che dipendemolto dall’energia primaria. Nel periodoFebbraio 1990–Ottobre 1997 AGASA ha collezionato3847 sciami con E o D 10 18.5 eV, 461sciami con E o D 10 19 eV e 6 eventi conE o D 10 20 eV.La vera novità introdotta nel 1983 è statal’impiego della rivelazione della radiazione difluorescenza emessa dagli atomi della atmosfera(principalmente azoto) eccitati al passaggiodegli elettroni della cascata. In questomodo l’atmosfera diviene in pratica un calorimetro.v) L’apparato Fly’s Eye (FE) costruitonello Utah era inizialmente costituito da 67specchi sferici del diametro di 1.6m dispostiin modo da formare una cupola sferica. Ognispecchio era visto da più fototubi collocati nelpiano focale per un totale di 880 (Configurazionemonoculare). In seguito è stata costruitauna seconda stazione con 36 specchi e 464fototubi in modo da lavorare in maniera stereoscopica,per permettere una migliore ricostruzionedella traiettoria dello sciame sacrificandol’area di raccolta (vedi fig. 6). Ognifototubo registra il tempo di arrivo e la quantitàdi luce emessa da quella parte di cieloche è vista dal suo angolo solido. In questomodo la traiettoria di uno sciame appare comeuna traccia lungo la sfera celeste.Con questa tecnica è possibile misurare ilnumero totale di elettroni al massimo dellosciame e lo sviluppo longitudinale della cascata.Queste due quantità sono in diretta relazionecon l’energia del primario e le fluttuazionisono trascurabili.L’energia della particella che ha iniziato losciame è ricavata daE em 4E c /l r N e (x) dx,dove E em è l’energia totale dissipata dalla componenteef, E c /l r è il rapporto tra l’energia criticadegli elettroni e la lunghezza di radiazione (l r ), eN e (x) è il numero di elettroni osservato alla profonditàatmosferica x. Una correzione di circa il10% è necessaria per il fatto di considerare solola componente ef. La precisione sulla stima di N e ,ricavata dalla quantità di luce di fluorescenza ri-Fig. 7. – (a) Sovrapposizione degli spettri energeticidifferenziali (3E 3 ) ottenuti dagli apparati di sciamidi HP, Yakustk, Fly’s Eye ed AGASA. La scala energeticadi ogni esperimento è stata leggermente modificataper essere in accordo con AGASA all’energia di1 EeV. I fattori di scala usati sono HP31.0/Y30.9/FE31.1. (da ( 13 )).