Energia dallo spazio profondo: la rilevazione dei Muoni.

L’Energia nelle sue diverse forme è stata al centro dell’esperienza laboratoriale svolta da noi ragazzi della II D nel modulo “A scuola di risparmio”

del progetto PON F3, finanziato con fondi europei. Tra i tanti argomenti affrontati, abbiamo analizzato uno dei temi più affascinanti al  centro del dibattito scientifico sull’origine  dell’Universo: lo studio dei raggi cosmici attraverso la  rilevazione a terra dei Muoni. I Muoni sono particelle prodotte dallo scontro delle radiazioni cosmiche quando entrano in contatto con l'alta atmosfera terrestre. Queste particelle hanno una  vita molto breve perché decadono, cioè muoiono trasformandosi in un elettrone e un neutrino muonico: un decadimento misurato accuratamente con le  particelle ferme, e che corrisponde a circa 2.10-6  secondi. I muoni in natura viaggiano ad una velocità  prossima a quella della luce; per la loro breve durata dovrebbero percorrere circa 600 metri e per questo non dovrebbero mai arrivare  sulla superficie terrestre. Negli esperimenti condotti nel Laboratorio di Fisica del nostro Liceo abbiamo potuto constatare, invece, che di muoni sulla Terra ne arrivano molti. Il motivo addotto dal punto di  vista dei fisici relativistici è proprio la loro grande velocità, che conferma la  dilatazione dei tempi, uno dei postulati fondamentali della teoria della Relatività di Einstein.

Abbiamo cercato di capire come sia  possibile distinguere a  terra gli eventi generati da un muone dal contributo  importante della radioattività ambientale  prodotta da tutti gli altri  fenomeni di decadimento. Fondamentale si è rivelato lo studio dei primi esperimenti volti a determinare la componente  “cosmica” del fondo di radioattività naturale svolti nel 1930 da un Fisico italiano, Bruno Rossi, che utilizzava un particolare circuito detto di “coincidenza”. Utilizzando le schede elettroniche per la realizzazione di semplici circuiti di misura dell’energia solare e termica, le abbiamo integrate con un circuito elettronico di coincidenza, ripetendo l’esperimento di Rossi del 1930. Siamo riusciti ad ottenere uno strumento che, attraverso l’utilizzo di alcuni led colorati ed uno specifico software di conteggio di eventi, rileva la componente cosmica del fondo di radioattività naturale. Dopo tanta fatica, una bella soddisfazione: lo strumento progettato, relativo alla“Energia dallo spazio profondo: la rilevazione dei muoni”, ha consentito alla nostra scuola di risultare tra le venti selezionate a livello nazionale per presentare le proprie esperienze in occasione della “Smart Education & Technology Days – 3 Giorni per la Scuola”, importante iniziativa tenutasi a Napoli presso la Città della Scienza il 10 ottobre 2014. Il lavoro svolto ci ha consentito di entrare in contatto con i responsabili di “CanSat Italia”, un progetto fortemente sostenuto dall’ESA (Agenzia spaziale Europea), dall’Aereonautica militare, dall’ASI (Agenzia spaziale italiana) e dal MIUR, che prevede che scuole di eccellenza (otto in tutta Italia, selezionate da un Team di specialisti delle agenzie spaziali) realizzino uno strumento scientifico in grado di effettuare misure di grandezze fisiche, utilizzando le metodologie adottate durante i viaggi di esplorazione spaziale. I risultati degli esperimenti saranno poi valutati da una giuria composta da rappresentanti delle agenzie spaziali e dell’industria. I responsabili di CanSat hanno invitato ufficialmente il Liceo Pitagora a presentare a settembre 2015, in occasione della prossima edizione del CanSat Italia, lo strumento realizzato durante il PON F3, che sarà inserito in uno dei vettori a razzo predisposti per la manifestazione. Questo raccoglierà i dati relativi ai muoni sia nella fase di salita del razzo, sia nella fase successiva di discesa frenata, attaccato ad un paracadute…
E dire che, all’inizio del nostro percorso, eravamo piuttosto scettici! Ora, invece, ci sentiamo pronti per partire “a razzo” per la prossima avventura!!!Grazie al PON, ai fondi europei, ai tutor ed agli esperti di BOTTEGA SCIENTIFICA che ci hanno affiancato e sostenuto.


Chiara Sperlì, Francesca Malara, II D –Liceo Scientifico-Linguistico Pitagora di Rende

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