PolarQuEEEst: al Polo Nord tra avventura, studi sui raggi cosmici e divulgazione scientifica

A sinistra, gli studenti delle scuole superiori durante la costruzione dei rivelatori. A destra, il percorso della spedizione come misurato dal rivelatore di raggi cosmici.

Cosa può affascinare di più di un viaggio fra i ghiacci del Polo Nord alla scoperta di paesaggi unici e una natura spettacolare? E se il viaggio fosse anche l'occasione per uno studio sui raggi cosmici in regioni sino a ora avare di misure? E se in questa avventura fossero coinvolti anche i ragazzi delle scuole medie superiori in Europa? Tutto questo è stato l'esperimento PolarQuEEEst, coordinato dal Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi di Roma (Centro Fermi), e con la collaborazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare(Sezioni di Bologna e Bari), delle Università di Bologna e di Bari, e del Politecnico di Torino. Ma andiamo con ordine.

Nella primavera del 2017 è nata la missione Polarquest Polarquest da un'idea di Paola Catapano (CERN), per ripercorrere in barca, in occasione del novantesimo anniversario, le regioni della sfortunata missione di Umberto Nobile con il dirigibile Italia nel 1928. Come 90 anni fa, anche questo viaggio sarebbe stato caratterizzato dalla presenza di esperimenti scientifici. E così la missione, svolta a bordo dell’imbarcazione ecosostenibile Nanuq progettata, costruita e guidata da Peter Gallinelli, ha "imbarcato" il Consiglio Nazionale delle Ricerche (ricerca di microplastiche), la Società Geografica Italiana (cartografia con droni) e il Centro Fermi, che ha realizzato un rivelatore per raggi cosmici. In passato sono state effettuate misure di raggi cosmici con palloni aerostatici e un breve test in un sottomarino, ma essenzialmente il Polo Nord era una regione caratterizzata da pochissime misure.

Il Centro Fermi ha già un progetto per lo studio dei raggi cosmici: Extreme Energy Events (EEE) ideato da Antonino Zichichi nel 2004 e costituito da una rete di 57 rivelatori istallati nelle scuole superiori di tutta Italia. Il progetto si avvale anche della partecipazione attiva degli studenti e dei loro insegnanti che seguono tutte le attività, dall’assemblaggio dei rivelatori presso il CERN, alla loro installazione e al controllo e gestione durante la presa dati.

L'idea è stata quindi di riproporre la filosofia di EEE realizzando con gli studenti, al CERN, tre rivelatori uguali, costituiti da piani di scintillatori, letti da Silicon PhotoMultiplier (SIPM) e dotati di un sistema di sincronizzazione tramite GPS. Uno dei rivelatori è stato installato sulla barca, il secondo in una scuola a Oslo (Norvegia) e il terzo a Bra, in Italia. È nato così PolarQuEEEst.

La spedizione scientifica è partita da Isafjordur (Islanda) il 22 luglio e, dopo aver raggiunto la latitudine di 82°07’N il 13 agosto, ha completato la circumnavigazione delle isole Svalbard il 22 agosto, dopo aver percorso oltre 2600 miglia nautiche. Il 4 settembre la missione si è conclusa a Tromsø (Norvegia).

"Ancora non riesco a credere che POLARQUEST 2018 abbia conseguito il 100% degli obiettivi di un programma interdisciplinare così vario senza alcun margine per errori e con risorse limitate", ha dichiarato il capo progetto Paola Catapano. La soddisfazione per il successo della missione traspare anche nelle parole di Ombretta Pinazza , fisico a bordo: "Abbiamo raccolto un insieme di dati senza precedenti del flusso di raggi cosmici alle più alte latitudini mai raggiunte al livello del mare, e attendiamo ora con interesse di analizzare le correlazioni con gli altri due rivelatori identici."

"PolarQuEEEst è stata un'occasione unica per una misura di raggi cosmici a queste latitudini" ha dichiarato infine il Presidente del Centro Fermi Luisa Cifarelli. "Lo sforzo e l'entusiasmo dei ricercatori e degli studenti che hanno partecipato sono stati premiati dai dati raccolti grazie ai tre rivelatori e ora trasferiti presso il CNAF di Bologna. L'analisi è già iniziata e vedremo a quali risultati ci porterà!"