Come funziona DAMPE

I rivelatori di particelle che sono in orbita attorno alla Terra impegnano molti fisici italiani. DAMPE, Calet, Fermi e AMS sono tutti esperimenti a partecipazione italiana: ecco qualche dettaglio.

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a cura di Elena Re Garbagnati

Come funziona DAMPE

Il dottor Gargano ci ha spiegato che "questo satellite è  inserito nel contesto di un progetto finanziato dall'Accademia delle Scienze Cinese, che prevede la messa in orbita di  cinque satelliti per indagare in vari campi della scienza. In particolare, DAMPE sarà il primo di questi satelliti ad essere lanciato, e si occuperà di fisica  astroparticellare.

A differenza di altri esperimenti su satellite, DAMPE ha avuto tempi di costruzione abbastanza ridotti: dal progetto iniziale alla sua realizzazione sono passati solo 5 anni. In passato, ad esempio, abbiamo lavorato su satelliti NASA che hanno avuto tempi di gestazione molto più lunghi.

A questa nuova avventura spaziale cinese si sono affiancati sin dal  principio l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e le Università di Bari, Perugia e del Salento, nonchè l'Università di Ginevra.

Il satellite è un apparato 'classico' nell'ambito della fisica dei raggi cosmici, ed in particolare dei raggi gamma. È molto simile a CALET e al Fermi-LAT, che sono già in orbita. L'idea alla base del principio di funzionamento di tutti questi strumenti – ovviamente con tutte le loro specifiche differenze, – prevede un primo rivelatore, che è quello che essenzialmente permette di individuare le tracce delle particelle che entrano nell'apparato e ricostruirne le direzioni, ed un secondo rivelatore, che serve a misurarne le energie".

"In DAMPE, in particolare, i ricercatori italiani si sono occupati della realizzazione del primo dei due rivelatori, che serve al tracciamento delle particelle. È un rivelatore che  si basa sulla tecnologia del silicio ed è costituito da una serie di piani di sensori al silicio a micro strip, orientati lungo due direzioni perpendicolari fra loro (X e Y). Quando una particella attraversa un piano di sensori al silicio rilascia un piccolo quantitativo di energia, e viene prodotto un segnale di corrente su una delle strip di lettura, la cui posizione individua la regione del piano in cui è passata la particella. Combinando le informazioni relative ai vari piani del tracciatore si ottiene la traiettoria della particella.

Parallelamente alla costruzione, abbiamo inoltre  lavorato alle simulazioni, e ci siamo occupati dei test dell'apparato con dei prototipi. E' stato costruito un prototipo, il cosiddetto "modello ingegneristico" – in scala 1:1 ma non con tutti i sensori attivi – ed è stato testato per quasi un anno al CERN di Ginevra con fasci di particelle di diversi tipi".

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"In parallelo si è costruito il rivelatore vero e proprio, che è quello pronto per il lancio. Decollerà dal cosmodromo Jiuquan Satellite Launch Center nel deserto del Gobi, nel nord della Cina, e il satellite avrà un'orbita di tipo polare. Il campo magnetico terrestre è più o meno intenso a seconda che ci si trovi all'equatore o ai poli: ai poli arrivano molte più particelle cariche che all'equatore, perché il cosiddetto schermo geomagnetico è meno efficiente.

E' importante sottolineare come la comunità di ricercatori italiani coinvolti in DAMPE è da anni attiva nelle ricerche di frontiera condotte nello spazio: da anni infatti conduciamo le nostre ricerche  nell'ambito delle missioni FERMI ed AMS".