Una misura di alta precisione nello spazio con AMS-02

Dal 19 maggio 2011 l'esperimento AMS-02 sta raccogliendo dati da uno dei tralicci che uniscono i grandi pannelli solari alla parte abitata della Stazione Spaziale Internazionale (ISS).

L'avventura è partita nel 1994 con la costruzione di una prima versione, che ha volato per 10 giorni sullo Shuttle Discovery nel giugno 1998. Si tratta di un'avventura perché i quasi 600 fisici che hanno partecipato alla sua costruzione avevano avuto, fino a quel momento, un'esperienza in esperimenti di fisica delle particelle elementari nei grandi acceleratori "terrestri".

La decisione di portare un rivelatore di particelle nello spazio deriva dalla necessità di superare i limiti di energia imposti dagli acceleratori terrestri e di rivolgersi direttamente all'Universo per rispondere a domande fondamentali che riguardano l'esistenza di nuove particelle supersimmetriche (che possono costituire la materia oscura) o l'esistenza di superammassi galattici di antimateria.

AMS-02 è uno spettrometro ad alta accettanza angolare (il peso totale è di circa 7.5 tonnellate), che fornisce l'identità e l'energia dei raggi cosmici che l'attraversano, fino a energie di 1 TeV. A oggi, più di 60 miliardi di particelle sono state misurate.

I risultati finora pubblicati riguardano la frazione di positroni rispetto al totale di elettroni e positroni, il cui aumento a energie superiori a qualche decina di GeV indica l'esistenza di sorgenti che producono entrambe le particelle in modo simmetrico, possibile indizio dell'esistenza di materia oscura. L'altissima statistica dei dati di AMS-02 sta definendo inoltre un nuovo standard nella precisione delle misure dei flussi primari di elettroni, positroni, protoni, nuclei di elio, di carbonio e altri nuclei, permettendo un importante passo in avanti nella conoscenza dei meccanismi di propagazione dei raggi cosmici nella galassia.

AMS-02 continuerà a raccogliere dati fino alla fine della vita della Stazione Spaziale, prevista tra il 2020 e il 2028, ma che dipende in modo sostanziale dalla disponibilità di fondi da parte della NASA e della comunità internazionale (mantenere la Stazione Spaziale operativa costa circa un miliardo di dollari l'anno).

L'Italia ha dato un contributo importante alla costruzione del rivelatore e sta partecipando molto attivamente all'analisi dei dati, con fisici di Bologna, Milano, Perugia, Pisa, Roma e Trento, che ricevono supporto dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dall'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).