Raggi cosmici utilizzati per tracciare e visualizzare i cicloni

 

Questi raggi, in realtà flussi di particelle, colpiscono la nostra atmosfera e creano altre particelle, con le quali è possibile eseguire “fotografie” delle tempeste.

 

Ogni attimo l’atmosfera terrestre è bombardata da flussi di particelle provenienti da ogni parte del cosmo: protoni, elettroni, fotoni e nuclei atomici.

Ancora non si è capito da cosa sono prodotti, ma si conoscono gli effetti che provocano quando entrano in contatto con le particelle che compongono la nostra atmosfera: danno luogo alla formazione in cascata di altre particelle, tra cui i muoni.

Queste particelle hanno la stessa carica negativa degli elettroni, ma sono circa duecento volte più pesanti. È possibile quindi misurare la loro intensità e la loro energia.

Per la prima volta, le particelle di muoni ad alta energia create nell’atmosfera hanno permesso ai ricercatori di esplorare le strutture delle tempeste in un modo che le tecniche di visualizzazione tradizionali, come l’imaging satellitare, non riesce a fare.

I dettagli offerti da questa nuova tecnica potrebbero aiutare i ricercatori a modellare le tempeste e i relativi effetti meteorologici. Ciò potrebbe anche portare a sistemi di allarme rapido più accurati.

Un team di ricercatori, guidato dal professor Hiroyuki Tanaka di Muographix dell’Università di Tokyo, offre al mondo della meteorologia un nuovo modo di rilevare ed esplorare i cicloni tropicali, usando una stranezza della fisica delle particelle che si svolge sopra le nostre teste tutto il tempo.

“Probabilmente hai visto fotografie di cicloni scattate dall’alto, che mostrano vortici vorticosi di nuvole. Ma dubito che tu abbia mai visto un ciclone di lato, forse come una computer grafica, ma mai come dati reali del sensore catturati “, ha detto Tanaka.

“Quello che offriamo al mondo è la possibilità di fare proprio questo, visualizzare fenomeni meteorologici su larga scala come i cicloni da una prospettiva 3D e anche in tempo reale. Lo facciamo usando una tecnica chiamata muografia, che si può pensare come una radiografia, ma per vedere dentro cose davvero enormi”.

La muografia crea immagini a raggi X di grandi oggetti, tra cui vulcani, piramidi, corpi idrici e ora, per la prima volta, sistemi meteorologici atmosferici.

Sensori speciali chiamati scintillatori sono uniti insieme per creare una griglia, un po’ come i pixel sul sensore della fotocamera dello smartphone. Tuttavia, questi scintillatori non vedono la luce ottica, ma particelle chiamate muoni che si creano nell’atmosfera quando i raggi cosmici provenienti dallo spazio profondo si scontrano con gli atomi nell’aria.

I muoni sono speciali perché passano facilmente attraverso la materia senza disperdersi tanto quanto altri tipi di particelle. Ma la piccola quantità che deviano mentre passano attraverso la materia solida, liquida o persino gassosa, può rivelare i dettagli del loro viaggio tra l’atmosfera e i sensori. Catturando un gran numero di muoni che passano attraverso qualcosa, è possibile ricostruirne un’immagine.

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