L’Osservatorio Pierre Auger

Responsabile: Antonella CASTELLINA

Auger è un osservatorio terrestre dedicato allo studio della radiazione cosmica ad energie superiori a 1018 eV.

Comprendere l’origine, i meccanismi di accelerazione e la natura delle particelle prodotte in sorgenti astrofisiche alle altissime energie è una delle sfide più interessanti ed aperte dell’astrofisica moderna. Tali particelle arrivano a Terra sotto forma di particelle cariche, fotoni e neutrini, con uno spettro di energia che si estende fino a 1020 eV. La loro interazione con nucleoni a riposo corrisponde ad un’energia nel centro di massa di più di 400 TeV, molto superiore a quanto raggiungibile in acceleratori come LHC. Lo studio delle proprietà delle interazioni adroniche di queste particelle collega l’astrofisica delle alte energie con la fisica delle particelle elementari, in una disciplina nota come Fisica AstroParticellare.

Il flusso estremamente limitato di astroparticelle, a queste energie estreme, è tale da consentirne la rivelazione solo grazie a tecniche indirette, basate sullo studio degli Sciami Estesi Atmosferici: le particelle primarie, interagendo con i nuclei dell’atmosfera terrestre, producono uno sciame di secondari osservabile da Terra.

Completato nel 2008, l’Osservatorio Pierre Auger è il più grande esperimento esistente dedicato allo studio dei raggi cosmici di altissima energia. Si trova in Argentina, nella Pampa Amarilla, e sfrutta due tecniche di rivelazione degli Sciami Estesi Atmosferici:

  • una griglia di 1660 rivelatori Cherenkov ad acqua, su un’area totale di circa 3000 km2, grazie ai quali si misura la densità e la distribuzione dei tempi di arrivo delle particelle a terra;
  • 24 telescopi di fluorescenza disposti lungo la circonferenza esterna, ognuno con campo di vista di 1800 in azimuth per 300 in zenith, che effettuano una misura quasi calorimetrica dell’energia delle particelle primarie.

La sua configurazione ibrida consente di misurare l’energia degli sciami in maniera indipendente dalle simulazioni e di migliorare le performance della ricostruzione.

A partire dal 2015, l’Osservatorio entrerà in una fase di upgrade : verranno installati nuovi rivelatori, basati sull’uso di scintillatori e fibre ottiche, sia sopra ogni rivelatore di superficie, per la misura della componente elettromagnetica, che sotto 2.5 m di terra, per la misura della componente muonica degli sciami.

L’Osservatorio ospita inoltre esperimenti pilota per lo sviluppo di tecniche di rivelazione di sciami in radio e microonde, e vari apparati indipendenti per studi di fisica atmosferica e di geofisica (terremoti, fulmini, ecc.)

INFN, INAF e Università sono membri importanti della Collaborazione Internazionale, formata da ricercatori di 18 diverse Nazioni.

Gruppo di Torino

Il gruppo Auger di Torino raccoglie ricercatori dell’INFN, dell’INAF e dell’Università, con competenze nella costruzione e controllo dei rivelatori e nell’analisi dei dati.

E’ nostra responsabilità il controllo ed ottimizzazione delle performances dei fototubi del rivelatore di superficie. Lavoriamo all’analisi relativa allo studio della composizione in massa delle particelle primarie, all’indagine sulle caratteristiche delle interazioni adroniche ad alta energia, ed allo studio delle anisoropie su larga scala. Abbiamo la responsabilità dell’analisi di elves ed altri fenomeni atmosferici.

La fase di upgrade dell’esperimento apre nuove opportunità di crescita scientifica e lavorativa in un ambiente internazionale.

Antonella CASTELLINA

Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino
Tel +39 011 670 7486
antonella.castellina@to.infn.it



Per maggiori informazioni:

Pierre Auger Observatory: http://www.auger.org/

Gruppo Auger Torino: http://www.auger.to.infn.it/

Dati pubblici di Auger: http://www.auger.org/education/