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CORDATA - COsmic Ray Detector Array for Teaching Advances

Il progetto CORDATA è nato dalla collaborazione tra la Fondazione Bruno Kessler di Trento, il Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento, il nuovo Centro TIFPA (INFN) e il MUSE di Trento e ha coinvolto in fase pilota sei Istituti di Istruzione superiore del Trentino.

 Il nodo centrale del progetto consiste nella realizzazione di una rete di ricercatori, docenti e studenti che potranno misurare i flussi astro-particellari grazie ad una tecnologia innovativa realizzata dai Laboratori di Microfabbricazione di FBK.  La Fondazione ha progettato e realizzato tale tecnologia come contributo al grande esperimento AMS, che ha come riferimento la Stazione Spaziale Internazionale e  punta a dare risposta ad interrogavi fondamentali della fisica come “in cosa consiste la gran parte invisibile dell’universo”, della cui esistenza siamo tuttavia certi.

 Il gruppo di progetto:

Responsabile Scientifico per Unitn e INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Ignazio Lazzizzera

Responsabile scientifico per FBK Centro M&M Pierluigi Bellutti

Coordinatore per FBKJUNIOR Micaela Vettori

 Scuole partecipanti:

Liceo “G. Prati” Trento

ITI “M. Buonarroti” Trento

Liceo “G. Galilei” Trento

Liceo “A. Rosmini” Rovereto

ITI “G. Marconi” Rovereto

Istituto “A. De Gasperi” Borgo Valsugana

I rivelatori a scintillazione, che usano i foto-moltiplicatori, frutto della ricerca di FBK, hanno permesso ai partecipanti di testare la presenza e misurare caratteristiche dei raggi cosmici (essenzialmente muoni) e di loro cosiddetti “sciami”. Particelle e sciami sono originati da astro-particelle dette "primarie", di grande energia (soprattutto protoni), provenienti dall'ambiente cosmico circostante la terra: interagendo con gli atomi che compongono i primi strati dell'atmosfera queste astro-particelle primarie ne generano di secondarie e queste a loro volta di terziarie e così successivamente, fino a quando l'energia suddivisa tra milioni di particelle finali diventa bassa abbastanza da esaurire il processo.  Praticamente tutte le particelle finali si disperdono a molti chilometri di altezza sul livello del mare, tranne appunto i muoni, a causa della loro relativamente alta massa e bassa intensità di interazione con gli atomi dell'atmosfera.Ragione che li rende misurabili anche al livello del mare.

Va osservato che qualora il processo a cascata non si esaurisse a grandi altezze e continuasse fino al livello del mare, molto probabilmente la vita sulla terra non sarebbe possibile, per l'effetto devastante delle conseguenti distruttive interazioni. In questo senso i muoni sono innocui proprio per via della debolezza delle loro interazioni. Per avere un'idea, attraverso il palmo di una mano in media passa un muone al secondo, praticamente senza lasciare traccia.

L’obiettivo di CORDATA è consentire l’esposizione diretta di docenti e studenti alla misura della vita media dei muoni “in quiete” e alla dimostrazione che solo grazie alla dilatazione dei tempi in volo, come previsto dalla teoria della Relatività Ristretta di Einstein, è possibile che i muoni riescano a coprire le distanze fra le altitudini a cui sono creati ed il livello del mare. Se la dilatazione della vita media in volo non fosse vera, anche viaggiando alla velocità della luce, tuttavia irraggiungibile per loro, i muoni non sopravvivrebbero dopo aver percorso mezzo Km circa!

CORDATA e il suo Gruppo GUIDE – i docenti degli istituti partecipanti alla rete pilota – hanno collocato nei loro istituti un rivelatore; insieme hanno costituito una rete che ha messo
 telematicamente in comune i dati da analizzare.  Le Scuole del Trentino e auspicabilmente di altre Regioni Italiane, sono entrate in una comunità didattico-scientifica già attivata in alcuni dei paesi più avanzati del mondo. Grazie alle partnership del progetto CORDATA, studenti ed insegnanti hanno potuto confrontare i dati raccolti grazie all'uso degli strumenti di analisi messi a disposizione per CORDATA, con i dati dei grandi esperimenti di LHC al CERN di Ginevra.

CORDATA al Festival della Scienza di Genova: 

Nell’idea proposta al Festival della Scienza di Genova, CORDATA è un’isola che declina il tema “del tempo dilatato: ovvero l’incredibile viaggio dei muoni cosmici”. Nel catalogo del Festival si legge:"Il pubblico è invitato a cominciare il viaggio con la full immersion 3D nel laboratorio di nano-micro fabbricazione, per veder nascere il cuore tecnologico dei rivelatori di raggi cosmici. Potrà poi toccare con mano i dispositivi che sono sulla Stazione Spaziale Internazionale e al CERN di Ginevra e veder materializzarsi i muoni: le astro-particelle che attraversano l’atmosfera e arrivano fino a Terra.

CORDATA consentirà di partecipare alla misura della vita media di queste particelle “in quiete”, un’evidenza sperimentale che solo grazie alla
dilatazione dei tempi in volo, come previsto dalla teoria della Relatività Ristretta di Einstein, è possibile
che i muoni riescano a coprire le
distanze fra le altitudini a cui sono creati e il livello del mare.

Si immergerà infine nella bellezza strabiliante dell’universo, oltre i confini della conoscenza.

Una strepitosa guida accompagnerà il pèubblico dal planetario nel Porticato di Palazzo Ducale alle sale del Munizioniere: è personaggio incredibile che lega ai linguaggi della tecnologia, della scienza e della bellezza, quello del teatro."

CORDATA è stato sostenuto da Banca di Trento e Bolzano e da Marangoni Meccanica, hanno fornito competenze e materiali, come
sponsorizzazione tecnica WINSPORT e l’impresa Spin-off SMART3K.