Un team internazionale di ricercatori ha esteso i risultati di uno studio precedente per misurare direttamente lo spettro di tutti gli elettroni (elettroni + positroni) dei raggi cosmici in un intervallo di energia da 11 GeV a 4,8 TeV con il Calorimetric Electron Telescope (CALET).

CALETTA, un rivelatore ottimizzato per osservare gli elettroni ad alta energia, è stato installato sul modulo sperimentale giapponese Kibo sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) nell'agosto 2015. È la prima missione spaziale a guida giapponese dedicata alle osservazioni dei raggi cosmici. Destinato al funzionamento a lungo termine, CALET sta accumulando dati da ottobre 2015.

"Mi è stato detto che la comunità scientifica internazionale è interessata alle osservazioni di CALET perché uno dei nostri obiettivi è capire l'origine dei raggi cosmici ad alta energia e la natura della materia oscura, alcuni dei misteri più profondi di questo universo, " dice il professor Shoji Torii della Waseda University, l'investigatore principale della missione CALET.

L'origine e l'accelerazione dei raggi cosmici non sono ancora ben comprese, e gli elettroni dei raggi cosmici sono uno degli obiettivi prioritari della ricerca sui raggi cosmici ad alta energia. È stato difficile ottenere misurazioni precise di elettroni al di sopra di 1 TeV perché richiedono misurazioni dell'energia ad alta precisione delle particelle dei raggi cosmici, sensibilità per rilevare il raro flusso di elettroni, e capacità di identificazione elettronica accurata da più di 1, Flusso di protoni 000 volte superiore nella regione dell'energia TeV.

"Le osservazioni a lungo termine sulla ISS e il calorimetro delle capacità di CALET, come essere in grado di identificare la carica delle particelle incidenti, rilevare la direzione dell'incidente, e misurare l'energia delle particelle e identificare la specie rilevando lo sviluppo della pioggia di particelle, hanno permesso al nostro team di eseguire misurazioni accurate degli elettroni dei raggi cosmici nella regione del TeV, " Spiega il professor Torii. Già nel novembre 2017, il team ha riportato il primo risultato nella misurazione degli elettroni dei raggi cosmici nell'intervallo di energia da 10 GeV a 3 TeV in Lettere di revisione fisica .

In questo recente studio, hanno sviluppato un nuovo metodo di analisi dei dati per massimizzare il rilevamento a energie più elevate, raddoppiando approssimativamente le statistiche rispetto al loro studio precedente e consentendo a CALET di ottenere misurazioni ad alta precisione dello spettro elettronico dei raggi cosmici fino a 4,8 TeV.

Il professor Torii afferma che le statistiche miglioreranno quasi tre volte di più di adesso utilizzando i dati dopo un'osservazione di cinque anni. "Ridurrà anche le incertezze sistematiche, compreso quello dalla risposta del rivelatore. Il nostro obiettivo finale è spingere il limite di energia fino a 20 TeV e ottenere lo spettro energetico preciso, in cui c'è un'alta probabilità di scoprire le vicine risorse di raggi cosmici astrofisici o di rivelare la natura della materia oscura".

Questo studio è stato pubblicato in linea in Lettere di revisione fisica il 25 giugno, 2018.