L'universo misterioso: raggi cosmici

4. Il flusso di particelle

percorso di Silvia Miozzi marzo 2020

La figura mostra il cosiddetto “spettro dei raggi cosmici”, cioè il numero di particelle che colpisce l’atmosfera terrestre in funzione della loro energia. Sull’asse verticale è indicata la quantità o flusso di particelle (il numero di particelle per m2 secondo, steradiante ed energia in GeV) mentre sull’asse orizzontale è riportata l’energia misurata in elettronvolt (eV),flusso raggi cosmici

Questo è il cosiddetto spettro “all particle”: ottenuto sommando tutti i raggi cosmici senza separarli in composizione, cioè per tipologia. Da questo grafico si possono notare le seguenti cose:

1. I raggi cosmici non hanno tutti la stessa energia ma sono prodotti su un intervallo di energie enorme, sono distribuiti cioè su più di 11 ordini di grandezza! Si pensi che l’energia del più grande acceleratore esistente, LHC al CERN, è di circa 1017 eV, 1000 meno energetico della massima energia osservata nei raggi cosmici.

2. Si sono osservate particelle fino ad energie incredibilmente elevate, ben 1020 eV! Queste sono energie che non siamo assolutamente in grado di riprodurre con gli acceleratori che costruiamo. E non abbiamo ancora modelli definitivi per spiegare come sia possibile accelerare particelle fino a tali valori.

3. Il flusso di particelle diminuisce molto rapidamente con il crescere dell’energia. Se l’energia aumenta di 10 volte il loro numero diminuisce di circa 1000 volte. Come indicato anche nella figura, a 108 eV si misurano circa 100 eventi/m2secondo, a 1015 eV si ha 1 particella/m2anno, a 1019 eV 1 particella/km2 anno ed infine a 1020 eV circa 1 particella/km2 secolo!

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