Archive for 20 Maggio 2017

Osiris Rex alla ricerca degli asteroidi trojan della Terra

Un veicolo spaziale della NASA ha iniziato la sua ricerca per una classe enigmatica di oggetti vicini alla Terra noti come asteroidi troian. OSIRIS-Rex, questa particolare sonda spaziale,ora è in un viaggio di andata di due anni verso l’asteroide Bennu e, spenderà quasi due settimane alla ricerca di prove concrete su questi piccoli corpi.

La sonda OSIRIS-Rex ha già ricercato nel territorio degli asteroidi troian. La ricerca è stata avviata, appena la navicella è transitata nella regione lagrangiana [L4] della Terra.
Gli asteroidi troian, sono intrappolati in pozzi gravitazionali stabili, chiamati punti di Lagrange, che precedono o seguono un pianeta. OSIRIS-Rex ora è in viaggio verso il quarto punto di Lagrange della Terra, che si trova a 60° davanti in orbita della Terra intorno al Sole, circa a 150 milioni di chilometri dal nostro pianeta. Il team della missione avrà l’occasione di prendere più immagini della zona con fotocamera MapCam della sonda, nella speranza di individuare nella regione asteroidi Terra-trojan.
Anche se gli scienziati hanno scoperto migliaia di asteroidi troian che accompagnano altri pianeti, solo un asteroide trojan è stato identificato fino ad oggi, l’asteroide 2010 tk7. Ma si prevede che ci dovrebbero essere più Trojan che condividono l’orbita della Terra, difficili da individuare dalla Terra, appena appaiono nei pressi del Sole sull’orizzonte della Terra.
“Poiché il quarto punto di Lagrange terrestre è relativamente stabile,-ha detto Dante Lauretta- è possibile che resti del materiale che ha costruito Terra intrappolato all’interno. Questa ricerca offre l’opportunità unica di esplorare i mattoni primordiali della Terra.”
La ricerca già iniziata, proseguirà. Ogni giorno di osservazione, la fotocamera MapCam della sonda, proporrà 135 immagini d’indagine che saranno elaborate ed esaminati dagli scienziati d’imaging della missione presso l’Università di Arizona-Tucson. Il piano di studi prevede anche l’opportunità per MapCam di ricavare un’immagine di Giove, diverse galassie, e gli asteroidi della fascia principale 55 Pandora, 47 Aglaja e 12 Victoria.
• Se la squadra scopre eventuali nuovi asteroidi, la ricerca sarà utile. Le operazioni necessarie per la ricerca di asteroidi trojan sono molto simili a quelli richiesti per la ricerca dei satelliti naturali e altri potenziali pericoli intorno a Bennu quando la sonda si avvicinerà al suo obiettivo, nel 2018. Essere in grado di praticare queste operazioni mission-critical in anticipo, aiuterà la squadra di Osiride-Rex a ridurre i rischi della missione, una volta che il veicolo spaziale arriva a Bennu.
• Punto di Lagrange L4
• 2010 TK7
• 2010 TK7 è il primo asteroide troiano della Terra conosciuto.
• L’oggetto è stato scoperto nell’ottobre del 2010 attraverso il Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), telescopio orbitante della NASA per l’osservazione nell’infrarosso, in prossimità del punto di Lagrange L4, che precede la Terra nella sua orbita attorno al Sole. Un telescopio spaziale è un satellite oppure una sonda spaziale lanciata con l’espresso scopo di osservare pianeti, stelle, galassie e altri oggetti celesti, esattamente come un telescopio basato a terra. Sono stati lanciati numerosi telescopi spaziali, che hanno contribuito enormemente alla nostra conoscenza del cosmo. Successive osservazioni nel visibile hanno permesso di stabilire che l’asteroide segue una traiettoria complessa (indicata come librazione) attorno a tale punto di equilibrio, confermandone la natura di asteroide troiano della Terra.
• Per 2010 TK7 è stato stimato un diametro di circa 300 m.

• Punto di Lagrange L5
• Allo stato attuale, nessun oggetto è stato confermato, né sono stati individuati potenziali oggetti orbitanti in corrispondenza di L5.
Nel 2017 la sonda OSIRIS-REx ha sorvolato il punto di Lagrange L5 e ha effettuato delle osservazioni per cercare eventuali asteroidi troiani. I dati del sorvolo devo essere ancora esaminati.
Un oggetto particolare legato alla Terra è l’asteroide 3753 Cruithne, un oggetto di 5 km posto in una particolare orbita detta a ferro di cavallo; si tratterebbe con probabilità di un legame temporaneo. Diversi altri oggetti scoperti presentano orbite simili, tuttavia benché siano in risonanza 1:1 con l’orbita terrestre, non sono considerabili troiani in quanto non librano attorno ai punti di Lagrange L4 ed L5.

Il Goddard Space Flight Center della NASA gestisce globalmente la missione, l’ingegneria dei sistemi e la garanzia della sicurezza e della missione per OSIRIS-Rex. Dante Lauretta (University of Arizona_Tucson), è il principale ricercatore, e l’Università dell’Arizona porta anche il team scientifico e la pianificazione di osservazione della missione e la trasformazione. Lockheed Martin Space Systems di Denver ha costruito il veicolo spaziale e fornisce il controllo e le operazioni di volo. Goddard e KinetX Aerospace sono responsabili per la navigazione del veicolo spaziale OSIRIS-Rex. OSIRIS-Rex è la terza missione programmata da New Frontiers della NASA. Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama e, gestisce il programma New Frontiers dell’agenzia per la Science Mission Directorate _Washington.
OSIRIS-Rex è stato lanciato nel 2016 da Cape Canaveral, per un viaggio di andata e ritorno da Bennu. Durante la missione che si sviluppa nell’arco temporale di 7 anni, la nave spaziale andrà su Bennu, mappando in dettaglio l’asteroide e restituendo un campione di materiale di superficie sulla Terra. Appena OSIRIS-Rex farà uno stretto passaggio della Terra il 22 settembre 2017, potrà “prendere in prestito” una piccola quantità di energia orbitale del pianeta per aumentare l’inclinazione del veicolo spaziale e fiondarsi nello spazio per un incontro ravvicinato con Bennu. Nel mese di marzo, OSIRIS-Rex ha anche raggiunto la sua distanza più lontana dal nostro pianeta prima di arrivare nel luogo dello spazio detto “Terra Gravity Assist”. Il veicolo spaziale viene tenuto sotto controllo mentre si dirige verso la Terra per il suo sorvolo.

Tanti esperimenti al Fermilab per scoprire i segreti del neutrino

L’importanza dei neutrini 

La fisica delle particelle ha fatto grandi progressi nell’ultimo mezzo secolo sondando la metà  con la modalità quark (una qualsiasi delle particelle subatomiche che trasportano una carica elettrica frazionata, postulata come elementi costitutivi degli adroni. I quark non sono stati osservati direttamente, ma le previsioni teoriche basate sulla loro esistenza sono state confermate sperimentalmente) delle particelle fondamentali. Ora si propone un meccanismo simile per i neutrini. La miscelazione tra le 3 generazioni di neutrini sta cominciando a sembrare molto diverso alla sua controparte quark. Non sappiamo perché, ma probabilmente è importante. I neutrini potrebbe essere la chiave per comprendere il motivo per cui le particelle fondamentali esistono in 3 generazioni.

I neutrini sono le vere stranezze delle particelle fondamentali ( non solo interagiscono debolmente, sono ultra piccoli, ma hanno masse non-zero). La scienza avanza spesso quando si studia le stranezze ( per esempio Comprensione dei processi di vita in generale, studiando la vita attorno ai fori di acque profonde).

I neutrini interagiscono solo debolmente può, ma sono la particella più abbondante nell’universo con un ruolo fondamentale nell’evoluzione del nostro universo.

Una differenza tra come i tipi di neutrini si mescolano e come il mix di tipi antineutrini si ritiene che siano la ragione per cui la materia domina anti-materia nel nostro universo (cioè perché esiste il mondo sulla Terra come lo conosciamo)

MINERvA è il primo esperimento del neutrino nel mondo ad usare un fascio ad alta intensità per studiare le reazioni dei neutrini con cinque nuclei differenti, creando il primo confronto autonomo delle interazioni in diversi elementi. Mentre questo tipo di studio è stato precedentemente fatto utilizzando fasci di elettroni, questo è il primo per i neutrini.MINERvA fornisce le migliori misure di precisione a livello mondiale di interazioni neutrino su vari nuclei, nell’ambito della gamma di energia da 1 a 10-GeV. I risultati di MINERvA vengono usati come input per gli esperimenti attuali e futuri, cercando di studiare oscillazioni al neutrino o la capacità dei neutrini di cambiare il loro tipo.Le misurazioni dell’interazione di neutrino di MINERvA forniscono anche informazioni sulla struttura dei protoni e dei neutroni e sulle dinamiche forti della forza che influenzano le interazioni del neutrino nucleone. Questa ricerca nucleare completa gli sforzi in corso in laboratori che stanno studiando come gli elettroni interagiscono con i nuclei.MINERvA è unica nel campo degli esperimenti di neutrino, grazie alla combinazione del suo compatto rivelatore, all’utilizzo di uno dei fasci neutrini ad alta intensità del mondo e alla vicinanza del rivelatore al fascio. Questo meccanismo fornisce un ampio campione di interazioni di neutrino, consentendo alla collaborazione di eseguire misure di interazione di elevata precisione in una vasta gamma di energie a neutrino e di materiali target.La comprensione delle proprietà dei neutrini e delle forze che regolano il loro comportamento permettono ai fisici di utilizzarli come strumenti per comprendere i nucleoni di funzionamento interiore e per potenzialmente aiutare a sbloccare i misteri della materia oscura, dell’energia oscura e  su come la materia ha dominato l’antimateria nell’universo, la formazione di pianeti e persone.

Il MINOS

Per cercare di spiegare una parte dei misteri del sapore dei neutrini

(Main Injector Nuetrino Oscillation Search) spedisce un raggio di neutrini dal Fermilab, in superficie, fino ad una lontana miniera nel nord della Minnesota, chiamata Soudan mine. Esattamente come OPERA al CERN, il motivo della ricerca è quello di scoprire qualcosa in più riguardo ai cambiamenti di sapore dei neutrini (in fisica quantistica il sapore è un numero quantico delle particelle elementari correlato alle loro interazioni deboli). Ma può essere usato anche per misurare con incredibile precisione la velocità delle particelle che percorrono questa distanza.Quello che cercherà di fare il team di MINOS sarà replicare i loro risultati usando un sistema GPS più sofisticato e più orologi atomici, oltre a luci LED per rilevare il raggio di neutrini. Questi aggiornamenti sono già in fase di allestimento secondo i fisici di “Symmetry Breaking”, un blog pubblicato dal Fermilab e dal SLAC National Accelerator Laboratory.

NOVA

L’esperimento di oscillazione neutrino basata su base Fermilab.
L’esperimento di NOvA è l’esperimento di Fermilab per l’oscillazione di neutrino, utilizzando un fascio intenso di neutrini muoni  prodotti a Fermilab. I neutrini sono diretti al rilevatore lontano da 14 kton liquido-scintillatori situato a 810 km di distanza nel Minnesota settentrionale (fiume di cenere) dopo aver attraversato i 300 ton presso il rivelatore vicino all’origine del fascio. Il rivelatore lontano è stato completato all’inizio del 2014 e attualmente sta prendendo dati. NOvA tenterà di scoprire la gerarchia di massa del neutrino e l’angolo di fase violente CP insieme a molte altre misurazioni interessanti. La prima esecuzione di NOvA dovrebbe durare 6 anni.
Il contributo del gruppo CSU si concentrerà sul funzionamento del rilevatore vicino, nonché sulle misurazioni effettuate con questo rilevatore. Matt Judah spenderà l’estate al laboratorio per sviluppare le competenze in operazioni e manutenzione vicino al rilevatore, mentre inizierà l’analisi dei dati.

PIP-II

Il progetto PIP II

Parte dello schema del Pip II

consentirà un grande aumento del potere die fasci di protoni del Fermilab. Questo, a sua volta produrrà più potenti fasci di neutrini.

Con l’esperimento neutrino NOVA  è stato osservato il primo antineutrino, solo due ore dopo il complesso acceleratore del Fermilab ha saputo commutare l’antineutrino, in modalità di consegna. La collaborazione Nova ha visto la produzione dell’antineutrino nel rivelatore di gran lunga più lontano dell’esperimento, che si trova nel nord del Minnesota. Si  spera su Nova per saperne di più su come e perché il cambiamento neutrini tra un tipo e l’altro. I tre tipi, chiamati sapori, sono il muone, elettrone e neutrino tau. Sulle lunghe distanze, i neutrini possono cambiare fra questi sapori. Nova è stato  specificamente progettato per studiare i neutrini muonici  che cambiano in neutrini elettronici. Svelare il mistero può aiutare gli scienziati a capire il motivo per cui l’universo è composto di materia e perché che la materia non è stato annientato dalla antimateria dopo il Big Bang.