Raggi cosmici: differenze tra le versioni
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I '''raggi cosmici''' sono [[particella (fisica)|particelle]] energetiche provenienti dallo [[Spazio (astronomia)|spazio esterno]], alle quali è esposta la [[Terra]] e qualunque altro [[corpo celeste]], nonché i [[Satellite artificiale|satelliti]] e gli [[astronauta|astronauti]] in orbita spaziale. La loro natura è molto varia (l'[[energia cinetica]] delle particelle dei raggi cosmici è distribuita su quattordici [[ordine di grandezza|ordini di grandezza]]), così come varia è la loro origine: il [[Sole]], le altre [[stella|stelle]], fenomeni energetici come [[nova]]e e [[supernovae]], fino ad oggetti remoti come i [[quasar]].
[[File:Cosmic ray flux versus particle energy.svg|thumb|Flusso dei raggi cosmici in funzione della loro energia. La parte su sfondo giallo è ritenuta essere di origine solare, la parte su sfondo azzurro di origine galattica, la parte di più alta energia di origine extragalattica]]
In media, una particella incide su ogni centimetro quadrato di superficie sulla Terra ogni secondo.▼
La maggior parte dei raggi cosmici che arrivano sulla Terra è un prodotto secondario di sciami formati nell'[[atmosfera]] dai raggi cosmici primari, con interazioni che tipicamente producono una cascata di particelle secondarie a partire da una singola particella energetica.▼
[[File:Crshower2 nasa.jpg|thumb|upright=1.4|Simulazione degli sciami generati nell'interazione dei raggi cosmici con l'atmosfera terrestre]] Tali particelle possono essere osservate con speciali apparecchiature. È per evitare queste interferenze che molti laboratori di fisica si trovano nel sottosuolo, come il [[Laboratori Nazionali del Gran Sasso|laboratorio del Gran Sasso]].▼
I raggi cosmici hanno aiutato lo sviluppo della [[fisica delle particelle]]: dallo studio di tale radiazione spaziale, sono state scoperte particelle come il [[positrone]] (la prima particella di antimateria mai scoperta)<ref>{{cita pubblicazione▼
| autore = C. Anderson▼
| anno = 1933▼
| titolo = The positive electron▼
| rivista = Physical Review▼
| volume = Volume 43▼
| pp = 491 e seguenti▼
}}</ref>, il [[muone]], e le particelle strane, in un'epoca nella quale la tecnologia degli [[acceleratori di particelle|acceleratori]] non era sviluppata. Ancora oggi, tuttavia, l'energia dei raggi cosmici è milioni di volte superiore rispetto a quella che si può ottenere dagli acceleratori terrestri.▼
Nei casi in cui manchi lo schermo dell'atmosfera, come nei [[satelliti artificiali]], i raggi cosmici pongono un problema notevole: l'[[elettronica]] di bordo deve essere irrobustita e schermata pena malfunzionamenti, e nel caso di missioni con equipaggio umano gli [[astronauta|astronauti]] stessi sono sottoposti al bombardamento di raggi cosmici che possono avere effetti ionizzanti sui tessuti biologici.▼
== Storia ==
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Nei primi anni '[[1960|60]], il fisico [[Giuseppe Cocconi]], lavorando al [[Brookhaven National Laboratory]], fu il primo ad ipotizzare che i raggi cosmici altamente energetici fossero di provenienza [[Via Lattea|extragalattica]]. Tale ipotesi venne in seguito confermata. Cocconi ipotizzò anche che all'emissione di raggi cosmici carichi si accompagnasse l'emissione di raggi gamma; anche quest'ipotesi venne confermata e oggi i raggi gamma vengono utilizzati come tracciatori dell'accelerazione cosmica di particelle.
==Descrizione==
== I raggi cosmici primari ==▼
▲In media, una particella incide su ogni centimetro quadrato di superficie sulla Terra ogni secondo.
▲La maggior parte dei raggi cosmici che arrivano sulla Terra è un prodotto secondario di sciami formati nell'[[atmosfera]] dai raggi cosmici primari, con interazioni che tipicamente producono una cascata di particelle secondarie a partire da una singola particella energetica.
▲[[File:Crshower2 nasa.jpg|thumb|upright=1.4|Simulazione degli sciami generati nell'interazione dei raggi cosmici con l'atmosfera terrestre]] Tali particelle possono essere osservate con speciali apparecchiature. È per evitare queste interferenze che molti laboratori di fisica si trovano nel sottosuolo, come il [[Laboratori Nazionali del Gran Sasso|laboratorio del Gran Sasso]].
▲I raggi cosmici hanno aiutato lo sviluppo della [[fisica delle particelle]]: dallo studio di tale radiazione spaziale, sono state scoperte particelle come il [[positrone]] (la prima particella di antimateria mai scoperta)<ref>{{cita pubblicazione
▲ | autore = C. Anderson
▲ | anno = 1933
▲ | titolo = The positive electron
▲ | rivista = Physical Review
▲ | volume = Volume 43
▲ | pp = 491 e seguenti
▲ }}</ref>, il [[muone]], e le particelle strane, in un'epoca nella quale la tecnologia degli [[acceleratori di particelle|acceleratori]] non era sviluppata. Ancora oggi, tuttavia, l'energia dei raggi cosmici è milioni di volte superiore rispetto a quella che si può ottenere dagli acceleratori terrestri.
▲Nei casi in cui manchi lo schermo dell'atmosfera, come nei [[satelliti artificiali]], i raggi cosmici pongono un problema notevole: l'[[elettronica]] di bordo deve essere irrobustita e schermata pena malfunzionamenti, e nel caso di missioni con equipaggio umano gli [[astronauta|astronauti]] stessi sono sottoposti al bombardamento di raggi cosmici che possono avere effetti ionizzanti sui tessuti biologici.
Al di là dell'atmosfera, i raggi cosmici sono costituiti da [[protone|protoni]] (per circa il 90%) e da [[particella alfa|nuclei di elio]] (quasi il 10%); tuttavia, anche [[elettrone|elettroni]] ed altri nuclei leggeri, [[fotone|fotoni]], [[neutrino|neutrini]] ed in minima parte [[antimateria]] ([[positroni]] ed [[antiprotone|antiprotoni]]) fanno parte dei '''raggi cosmici primari'''. Giunte nell'atmosfera terrestre, tali particelle interagiscono con i [[nucleo atomico|nuclei]] delle [[molecola|molecole]] dell'atmosfera, formando così, in un processo a cascata (vedi figura), nuove particelle proiettate in avanti, che prendono il nome di ''raggi cosmici secondari''.
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Per energie ancora più alte (<math>\approx {10}^{18} \div {10}^{19} eV</math>), lo spettro dei raggi cosmici torna ad essere meno ripido, dando luogo ad un ulteriore cambio di pendenza che viene chiamato ''caviglia''.
=== Caratteristiche dei raggi cosmici secondari ===
[[File:Radiazione-cosmica.jpg|thumb|upright=1.8|Lo schema di formazione della radiazione cosmica secondaria]]
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