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Spazio: successo in Antartide del volo del pallone stratosferico GAPS per lo studio dell’antimateria
(AGEEI/Aerospazionews) – Successo per la missione GAPS (General Antiparticle Spectrometer), l’esperimento per lo studio dell’antimateria e la ricerca della materia oscura a cui ha partecipato anche l’Italia, che ha effettuato un volo di lunga durata sull’Antartide a bordo di un pallone stratosferico della NASA. La missione nasce da una collaborazione scientifica internazionale, coordinata dalla Columbia University e sostenuta da NASA, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), con il supporto della Heising-Simons Foundation e della National Science Foundation (NSF). La partecipazione italiana è coordinata dall’ASI e vede l’INFN in prima linea insieme ad un’ampia rete di università e centri di ricerca.
Il volo del pallone stratosferico che ha ospitato l’esperimento GAPS, iniziato sopra i ghiacci dell’Antartide il 19 dicembre 2025, è terminato il 9 gennaio scorso. Per 25 giorni, GAPS ha operato ad un’altitudine compresa tra i 32 e i 37 km, una quota che permette di osservare il cosmo quasi al di fuori dei filtri dell’atmosfera terrestre per poter misurare con precisione componenti rare della radiazione cosmica prima che queste siano assorbite dall’atmosfera stessa. In questo periodo, l’esperimento ha raccolto una mole impressionante di dati, superando mezzo miliardo di eventi acquisiti. Il lancio e la gestione del volo sono avvenuti nell’ambito delle attività della base Long Duration Balloon (LDB) della Columbia Scientific Balloon Facility (CSBF) della NASA. Questa struttura, unica al mondo, opera in Antartide a circa 78° di latitudine Sud, sfruttando i venti circolari polari per mantenere i palloni in quota per lunghi periodi. Proprio grazie alla configurazione dei venti polari e alla accurata programmazione del lancio, il pallone ha concluso con successo due rivoluzioni intorno al polo sud terreste. L’obiettivo scientifico della missione è quello di gettare luce sulla origine della componente di antimateria nella radiazione cosmica e investigare la natura della materia oscura, che compone circa l’80% del contenuto in massa dell’universo, attraverso la misura di precisione di antiprotoni e dei più rari antideutoni.
“Gli antideutoni, nuclei composti da un antiprotone e un antineutrone, sono una componente di elevato interesse scientifico della radiazione cosmica”, spiega Valerio Vagelli, project scientist dell’ASI per il progetto GAPS. “Seppur previsti nel flusso di radiazione cosmica dai modelli astrofisici attuali, poiché la loro intensità è al di sotto della sensibilità degli strumenti operati fino ad oggi, non sono ancora mai stati misurati. L’analisi dei dati raccolti dall’esperimento GAPS, ottimizzato proprio per la rivelazione di questa componente di antimateria, potrebbe fornire evidenza della loro presenza nella radiazione cosmica, garantendo dunque un netto avanzamento nella comprensione della natura della materia oscura e dei modelli di origine, accelerazione e propagazione dei raggi cosmici”.
“Dopo 25 giorni di presa dati continua, entriamo ora nella fase più delicata: un lungo e accurato lavoro di calibrazione e analisi”, sottolinea Elena Vannuccini, ricercatrice dell’INFN e responsabile nazionale per l’analisi dati dell’esperimento GAPS. “Per massimizzare le potenzialità dello strumento e riuscire a isolare segnali estremamente rari come quelli degli antinuclei, è fondamentale una messa a punto di estrema precisione”.
l cuore tecnologico della missione sfrutta una tecnica innovativa basata sull’osservazione di atomi esotici, ovvero atomi in cui una particella di antimateria nucleare, con carica negativa, orbita intorno al nucleo, di carica positiva. L’annichilazione dell’antinucleo e il decadimento dell’atomo esotico emettono segnali caratteristici. Analizzando questi segnali, gli scienziati possono identificare con precisione il tipo di antiparticella osservata. L’Italia ha fornito un contributo fondamentale per il funzionamento del tracciatore al silicio dell’esperimento GAPS, il cui compito è quello di visualizzare il numero e la direzione delle particelle generate dal decadimento degli atomi esotici. L’elettronica di lettura avanzata (basata su microelettronica di ultima generazione) e l’intero sistema di alimentazione dello strumento sono stati interamente progettati e realizzati dai gruppi di ricerca italiani. Questi componenti sono essenziali per identificare rarissimi eventi di interesse all’interno di un flusso elevatissimo di particelle cosmiche.