In questa pagina elencheremo le possibili chiavi di lettura attraverso le quali è possibile spiegare i fenomeni che abbiamo osservato. Trovare una risposta "certa" non è sempre possibile anche perché la complessità dei fenomeni che ci troviamo di fronte ogni giorno necessitano di lunghi periodi (anni) di studio per essere classificati e compresi, ed inoltre non esistono molti progetti di ricerca nazionali ed internazionali che hanno il compito di analizzare in maniera egregia gli L.T.P.A.
Possibili Spiegazioni
Possible Explanations
Lo studio e la registrazione degli LTPA ha dato luogo ad una serie di problemi relativi alla comprensione ed allo studio di tali fenomenologie causando non pochi rompicapo alla scienza moderna. La causa di tale discussione scientifica (su tali fenomeni) è dovuta al fatto che molti dei fenomeni oggi conosciuti, se pur non spiegati, è rappresentata da una grande percentuale di fenomeni considerati naturali e che quindi, proprio per questa loro caratteristica, mal si conciliano con l'apparizione di oggetti luminosi di apparenza solida, in formazione o dotati di una propria (apparente) propulsione. La controversia, in campo scientifico, è scoppiata quando molti gruppi di ricerca hanno cominciato a riprendere fenomeni troppo complessi e strutturati per poter essere spiegati (semplicemente) come fenomeni naturali.
Questa era una premessa che bisognava fare, anche perchè se tutto fosse già spiegato, non staremmo certamente quì a discuterne. E' ovvio che ci sono fenomeni che non possono essere compresi, capiti e spiegati attraverso dei "canoni" scientifici consueti, ma che meritano un maggiore approfondimento, più di quanto non si faccia realmente.
Gli LTPA comprendono numerose manifestazioni, che normalmente è possibile osservare e registrare quasi ogni notte, fatta eccezione per i fenomeni più rari. Ci sono poi tutta una serie di apparizioni che denotano numerose caratteristiche che non possono essere ricondotte agli LTPA di origine naturale o presunta tale, ma che devono essere riconosciuti come fenomeni a parte. Sono proprio questi fenomeni l’oggetto di ricerca dell’LTPA Observer Project.
Tra i fenomeni di questo genere troviamo ad esempio i Raggi Cosmici, che possono causare (come affermato dalla scienza) numerose anomalie luminose durante l'arco di una notte, perfettamente visibili e registrabili con apparecchiature a basso costo. Ma è proprio così? CR = Cosmic Ray: I raggi cosmici sono particelle energetiche provenienti dallo spazio esterno, alle quali è esposta la Terra e qualunque altro corpo celeste, nonché i satelliti e gli astronauti in orbita spaziale. La loro natura è molto varia (l'energia cinetica delle particelle dei raggi cosmici è distribuita su quattordici ordini di grandezza), così come varia è la loro origine: il Sole, le altre stelle, fenomeni energetici come novae e supernovae, fino ad oggetti remoti come i quasar. La maggior parte dei raggi cosmici che arrivano sulla Terra vengono fermati dall'atmosfera, con interazioni che tipicamente producono una cascata di particelle secondarie a partire da una singola particella energetica.
Tali particelle possono arrivare fino alla superficie terrestre ed essere osservate con speciali apparecchiature. È per evitare queste interferenze che molti laboratori di fisica si trovano nel sottosuolo, come il laboratorio del Gran Sasso. Recentemente si è potuto dedurre che tali particelle possono essere captate anche con strumenti non professionali, il cui uso è deputato a tutt'altri scopi. Esempi ne sono le webcam che comunemente vengono utilizzate per riprese casalinghe o sensori CCD di fotocamere digitali (anche quelli dotati di filtri IR o UV). La presenza di tali anomalie sulle fotografie e sui frame delle immagini hanno indotto gli scienziati a ipotizzare che queste particelle siano, in realtà, di un numero molto maggiore a quello che si credeva precedentemente e che possano essere captate anche con mezzi ottici e digitali molto economici. Normalmente sui fotogrammi possono essere impresse tracce puntiformi, sdoppiate e a spruzzo, proprio perché tali particelle, entrando della densa atmosfera possono essere suddivise e separate in particelle più piccole di decadimento. Lo studio di tali anomalie è comunque ancora al vaglio dell'equipe scientifica internazionale.
Come è possibile comprendere si tratta di manifestazioni naturali, ma i dati relativi al numero di raggi cosmici che possono penetrare nell'atmosfera e giungere al suolo sono poco incoraggianti, se si vogliono prendere in considerazione per cercare di spiegare la presenza di anomalie luminose nel cielo riprese da sensori elettronici
Dai recenti dati che si dispongono è risultato come i raggi cosmici in grado di raggiungere il suolo siano in effetti pochissimi: "1 raggio cosmico ogni metro quadrato, ogni anno"! Quindi, dunque come è possibile che si possano riprendere numerose anomalie anche in una sola notte, con apparecchiature che posseggono una superficie ottica assai inferiore al metro quadrato (mm quadrati)? È ovvio che non è possibile parlare di raggi cosmici, ma di qualche altra fenomeno... di cosa si potrebbe quindi trattare?
Dopo aver osservato attentamente tutte le registrazioni acquisite dal 2009, si è riusciti ad avanzare delle prime ipotesi per poter spiegare determinati fenomeni, tenendo conto dei dati estrapolabili dalle registrazioni video/visuali:
Questa era una premessa che bisognava fare, anche perchè se tutto fosse già spiegato, non staremmo certamente quì a discuterne. E' ovvio che ci sono fenomeni che non possono essere compresi, capiti e spiegati attraverso dei "canoni" scientifici consueti, ma che meritano un maggiore approfondimento, più di quanto non si faccia realmente.
Gli LTPA comprendono numerose manifestazioni, che normalmente è possibile osservare e registrare quasi ogni notte, fatta eccezione per i fenomeni più rari. Ci sono poi tutta una serie di apparizioni che denotano numerose caratteristiche che non possono essere ricondotte agli LTPA di origine naturale o presunta tale, ma che devono essere riconosciuti come fenomeni a parte. Sono proprio questi fenomeni l’oggetto di ricerca dell’LTPA Observer Project.
Tra i fenomeni di questo genere troviamo ad esempio i Raggi Cosmici, che possono causare (come affermato dalla scienza) numerose anomalie luminose durante l'arco di una notte, perfettamente visibili e registrabili con apparecchiature a basso costo. Ma è proprio così? CR = Cosmic Ray: I raggi cosmici sono particelle energetiche provenienti dallo spazio esterno, alle quali è esposta la Terra e qualunque altro corpo celeste, nonché i satelliti e gli astronauti in orbita spaziale. La loro natura è molto varia (l'energia cinetica delle particelle dei raggi cosmici è distribuita su quattordici ordini di grandezza), così come varia è la loro origine: il Sole, le altre stelle, fenomeni energetici come novae e supernovae, fino ad oggetti remoti come i quasar. La maggior parte dei raggi cosmici che arrivano sulla Terra vengono fermati dall'atmosfera, con interazioni che tipicamente producono una cascata di particelle secondarie a partire da una singola particella energetica.
Tali particelle possono arrivare fino alla superficie terrestre ed essere osservate con speciali apparecchiature. È per evitare queste interferenze che molti laboratori di fisica si trovano nel sottosuolo, come il laboratorio del Gran Sasso. Recentemente si è potuto dedurre che tali particelle possono essere captate anche con strumenti non professionali, il cui uso è deputato a tutt'altri scopi. Esempi ne sono le webcam che comunemente vengono utilizzate per riprese casalinghe o sensori CCD di fotocamere digitali (anche quelli dotati di filtri IR o UV). La presenza di tali anomalie sulle fotografie e sui frame delle immagini hanno indotto gli scienziati a ipotizzare che queste particelle siano, in realtà, di un numero molto maggiore a quello che si credeva precedentemente e che possano essere captate anche con mezzi ottici e digitali molto economici. Normalmente sui fotogrammi possono essere impresse tracce puntiformi, sdoppiate e a spruzzo, proprio perché tali particelle, entrando della densa atmosfera possono essere suddivise e separate in particelle più piccole di decadimento. Lo studio di tali anomalie è comunque ancora al vaglio dell'equipe scientifica internazionale.
Come è possibile comprendere si tratta di manifestazioni naturali, ma i dati relativi al numero di raggi cosmici che possono penetrare nell'atmosfera e giungere al suolo sono poco incoraggianti, se si vogliono prendere in considerazione per cercare di spiegare la presenza di anomalie luminose nel cielo riprese da sensori elettronici
Dai recenti dati che si dispongono è risultato come i raggi cosmici in grado di raggiungere il suolo siano in effetti pochissimi: "1 raggio cosmico ogni metro quadrato, ogni anno"! Quindi, dunque come è possibile che si possano riprendere numerose anomalie anche in una sola notte, con apparecchiature che posseggono una superficie ottica assai inferiore al metro quadrato (mm quadrati)? È ovvio che non è possibile parlare di raggi cosmici, ma di qualche altra fenomeno... di cosa si potrebbe quindi trattare?
Dopo aver osservato attentamente tutte le registrazioni acquisite dal 2009, si è riusciti ad avanzare delle prime ipotesi per poter spiegare determinati fenomeni, tenendo conto dei dati estrapolabili dalle registrazioni video/visuali:
Come è possibile comprendere si tratta di manifestazioni naturali, ma i dati relativi al numero di raggi cosmici che possono penetrare nell'atmosfera e giungere al suolo sono poco incoraggianti, se si vogliono prendere in considerazione per cercare di spiegare la presenza di anomalie luminose su fotografie a lunga posa. Infatti dai recenti dati che si dispongono è risultato che i raggi cosmici in grado di raggiungere il suolo sono: "1 raggio cosmico ogni metro quadrato, ogni anno"! Quindi, come è possibile che invece si possano riprendere numerose anomalie anche in una sola notte, con apparecchiature che posseggono una superficie ottica molto inferiore al metro quadrato (mm quadrati)? E' ovvio che non è possibile parlare di raggi cosmici, ma di qualche altra cosa... di cosa si potrebbe quindi trattare?
Spiegazioni plausibili e/o possibili
Dopo aver osservato attentamente tutte le registrazioni acquisite dal 2009, si è riusciti ad avanzare delle prime ipotesi per poter spiegare determinati fenomeni, tenendo conto dei dati estrapolabili dalle registrazioni video/visuali:
1) Fenomeni elettrici di origine atmosferica;
2) Plasmi e fenomeni elettro/chimici di origine atmosferica;
3) Fenomeni generati dai satelliti artificiali in orbita terrestre;
4) Fenomeni meteorici;
5) Fenomeni UFO;
6) Rumore elettronico;
7) Muoni - paticelle secondarie prodotte dai raggi cosmici;
8) Radioattività ambientale.
Come è stato accennato pocanzi, la maggioranza dei fenomeni osservati trova un'origine naturale o artificiale, del tutto spiegabile o comunque plausibile con fenomeni elettro/chimici, fisici o antropici. Normalmente se ne possono osservare anche più di una decina per ogni notte, tenendo conto dell'enorme dimensione della cavità Terra-Ionosfera, è possibile dedurre che tali fenomeni siano moltissimi e praticamente rilevabili su ogni parte del globo (diverse migliaia ogni giorno). Ovviamente parliamo, in questo caso di fenomeni prettamente naturali. Per quanto riguarda i fenomeni luminosi registrati che posseggono un'impronta statica (limitata solo ad un fotogramma e della durata inferiore ad 1/10 di secondo), si è potuto comprendere come si tratti di particelle cariche (elettroni, protoni, etc), scaturite da particolari fenomeni elettro/chimici in grado di raggiungere i sensori CCD o CMOS delle apparecchiature utilizzate, in tal senso queste tracce potrebbero essere prodotte dei “Muoni (µ)”, ovvero particelle fondamentali con carica elettrica negativa (un Muone è la particella carica più penetrante che si conosca), il cui numero risulterebbe assai maggiore, come densità, rispetto a quello dei comuni raggi cosmici, assai rari da osservare a livello del suolo, se non impossibile con superfici ottiche così ristrette come quelle utilizzate per le normali apparecchiature video/fotografiche.
La maggior parte dei Muoni che raggiungono la Terra è prodotta dai raggi cosmici: questi ultimi, quando, penetrano negli strati superiori dell'atmosfera, generano pioni, che a loro volta decadono in muoni e neutrini. I muoni così prodotti si muovono a grande velocità, sicché la loro vita media osservata da Terra è maggiore di quella osservata in un sistema nel quale essi sono in quiete, in accordo con la dilatazione temporale prevista dalla teoria della relatività ristretta. Grazie a questo fenomeno, una frazione consistente dei muoni prodotti nell'alta atmosfera riesce a raggiungere la superficie terrestre prima di decadere, ed è così possibile rilevarli al suolo.
Altre particelle in grado di interagire con i sensori elettronici potrebbero essere legate al decadimento di particelle, come i Raggi “β”, i Raggi “x” e le particelle “α”.
Questo per quanto riguarda i fenomeni di origine naturale. Vi sono, comunque, altre apparizioni, sempre molto rare (1-3 casi l'anno) che riguardano fenomeni luminosi in movimento, alcuni di questi sono in grado di apparire e di sparire senza una causa apparente, durante la loro registrazione. Si può trattare sia di globi singoli che in formazione. In una delle registrazioni contenuta nel nostro archivio abbiamo potuto osservare l'apparizione di un oggetto formato da più fonti luminose, in spostamento nel cielo, del diametro angolare estremamente ampio, e in grado di apparire in meno di 1/10 di secondo. Tale registrazione è per noi frutto di notevole sconcerto poiché riguarda l'evidenza di un fenomeno davvero insolito, inconsueto e inspiegabile. In altre registrazioni si possono notare apparizioni di più oggetti, in rapido movimento, che si muovono nel cielo singolarmente e apparendo uno dopo l'altro. In altri casi si osservano globi luminosi singoli in movimento o in coppia, anche in pieno giorno.
Per quanto riguarda il discorso rumore elettronico, sembra assai improbabile che possa trattarsi di rumore elettronico, nel senso stretto del termine, perchè normalmente tali anomalie formano linee luminose perpendicolari al reticolato dei pixel presenti nel CCD o CMOS. Noi ne osserviamo un numero sufficiente per poterli distinguere da tutti gli altri fenomeni che posseggono, invece, una forma e dimensione assai diversa da questi ultimi. A supporto di quanto appena detto, le nostre sperimentazioni hanno dimostrato come per oltre 7 giorni, tenendo l'apparecchiatura all'esterno (dove normalmente è posizionata), tenendola l'ottica coperta dal tappo e/o puntata in direzione del suolo, e per 8 ore al giorno di registrazione tali anomalie non vengono riscontrate, come è possibile questo? Secondo il nostro modesto parere si deve trattare per forza di fenomeni che avvengono ad una certa distanza nel cielo, ciè può essere spiegato solo si si trattasse di particelle come i Muoni. Ovviamente il discorso cambia quando ci troviamo di fronte ad oggetti in movimento e presenti su diversi fotogrammi, in tal caso si tratta di fenomeni che non possono essere generati da Muoni o fonti similari.
1) Fenomeni elettrici di origine atmosferica;
2) Plasmi e fenomeni elettro/chimici di origine atmosferica;
3) Fenomeni generati dai satelliti artificiali in orbita terrestre;
4) Fenomeni meteorici;
5) Fenomeni UFO;
6) Rumore elettronico;
7) Muoni - paticelle secondarie prodotte dai raggi cosmici;
8) Radioattività ambientale.
Come è stato accennato pocanzi, la maggioranza dei fenomeni osservati trova un'origine naturale o artificiale, del tutto spiegabile o comunque plausibile con fenomeni elettro/chimici, fisici o antropici. Normalmente se ne possono osservare anche più di una decina per ogni notte, tenendo conto dell'enorme dimensione della cavità Terra-Ionosfera, è possibile dedurre che tali fenomeni siano moltissimi e praticamente rilevabili su ogni parte del globo (diverse migliaia ogni giorno). Ovviamente parliamo, in questo caso di fenomeni prettamente naturali. Per quanto riguarda i fenomeni luminosi registrati che posseggono un'impronta statica (limitata solo ad un fotogramma e della durata inferiore ad 1/10 di secondo), si è potuto comprendere come si tratti di particelle cariche (elettroni, protoni, etc), scaturite da particolari fenomeni elettro/chimici in grado di raggiungere i sensori CCD o CMOS delle apparecchiature utilizzate, in tal senso queste tracce potrebbero essere prodotte dei “Muoni (µ)”, ovvero particelle fondamentali con carica elettrica negativa (un Muone è la particella carica più penetrante che si conosca), il cui numero risulterebbe assai maggiore, come densità, rispetto a quello dei comuni raggi cosmici, assai rari da osservare a livello del suolo, se non impossibile con superfici ottiche così ristrette come quelle utilizzate per le normali apparecchiature video/fotografiche.
La maggior parte dei Muoni che raggiungono la Terra è prodotta dai raggi cosmici: questi ultimi, quando, penetrano negli strati superiori dell'atmosfera, generano pioni, che a loro volta decadono in muoni e neutrini. I muoni così prodotti si muovono a grande velocità, sicché la loro vita media osservata da Terra è maggiore di quella osservata in un sistema nel quale essi sono in quiete, in accordo con la dilatazione temporale prevista dalla teoria della relatività ristretta. Grazie a questo fenomeno, una frazione consistente dei muoni prodotti nell'alta atmosfera riesce a raggiungere la superficie terrestre prima di decadere, ed è così possibile rilevarli al suolo.
Altre particelle in grado di interagire con i sensori elettronici potrebbero essere legate al decadimento di particelle, come i Raggi “β”, i Raggi “x” e le particelle “α”.
Questo per quanto riguarda i fenomeni di origine naturale. Vi sono, comunque, altre apparizioni, sempre molto rare (1-3 casi l'anno) che riguardano fenomeni luminosi in movimento, alcuni di questi sono in grado di apparire e di sparire senza una causa apparente, durante la loro registrazione. Si può trattare sia di globi singoli che in formazione. In una delle registrazioni contenuta nel nostro archivio abbiamo potuto osservare l'apparizione di un oggetto formato da più fonti luminose, in spostamento nel cielo, del diametro angolare estremamente ampio, e in grado di apparire in meno di 1/10 di secondo. Tale registrazione è per noi frutto di notevole sconcerto poiché riguarda l'evidenza di un fenomeno davvero insolito, inconsueto e inspiegabile. In altre registrazioni si possono notare apparizioni di più oggetti, in rapido movimento, che si muovono nel cielo singolarmente e apparendo uno dopo l'altro. In altri casi si osservano globi luminosi singoli in movimento o in coppia, anche in pieno giorno.
Per quanto riguarda il discorso rumore elettronico, sembra assai improbabile che possa trattarsi di rumore elettronico, nel senso stretto del termine, perchè normalmente tali anomalie formano linee luminose perpendicolari al reticolato dei pixel presenti nel CCD o CMOS. Noi ne osserviamo un numero sufficiente per poterli distinguere da tutti gli altri fenomeni che posseggono, invece, una forma e dimensione assai diversa da questi ultimi. A supporto di quanto appena detto, le nostre sperimentazioni hanno dimostrato come per oltre 7 giorni, tenendo l'apparecchiatura all'esterno (dove normalmente è posizionata), tenendola l'ottica coperta dal tappo e/o puntata in direzione del suolo, e per 8 ore al giorno di registrazione tali anomalie non vengono riscontrate, come è possibile questo? Secondo il nostro modesto parere si deve trattare per forza di fenomeni che avvengono ad una certa distanza nel cielo, ciè può essere spiegato solo si si trattasse di particelle come i Muoni. Ovviamente il discorso cambia quando ci troviamo di fronte ad oggetti in movimento e presenti su diversi fotogrammi, in tal caso si tratta di fenomeni che non possono essere generati da Muoni o fonti similari.
Muoni ripresi con un CCD
One hour exposures of CCD at sea level (top), at 350 feet underground (middle), and underground with lead shielding (bottom).
The straight line signature of cosmic ray muons disappears underground.
With shielding, the scattering from background radiation decreases, limiting the wiggly tracks and dots. A dark matter interaction would look like a white dot on these images.
Credit: http://www.symmetrymagazine.org/
I tre fotogrammi che vedete in alto sono stati creati durante il progetto "DAMIC" (Dark Matter In CCD). Secondo gli esperti le linee rette rappresenterebbero il segno lasciato dai muoni in transito sul CCD della fotocamera utilizzata per l'esperimento. Tale CCD è mantenuto ad una temperatura di -150°C.
I risultati che abbiamo ottenuto attraverso le nostre riprese presentano spesso anomalie molto simili a questo tipo di tracce, con l'unica differenza che lo strumento da noi utilizzato non è un CCD ma un sensore CMOS (VISUAL Project) ad alta risoluzione con sensibilità di 2-2,5 lux e, per giunta, non è mantenuto ad una temperatura di -150° Celsius. Le nostre immagini, inoltre, oltre ad essere a colori, mostrano delle anomalie che hanno un diametro mediamente più grande rispetto a quello visibile sui frame in alto. E' possibile davvero osservare il transito di muoni attraverso una normale webcam con ridotta sensibilità che esegue pose di 1/10 di secondo? L'unico sensore CCD utilizzatato dal nostro gruppo è rappresentato dalla CCTV Camera Sony, ultrasensibile, adoperato per eseguire rilevazioni in luce N.I.R. Tale strumento ci ha raramente consentito di osservare tracce muoniche. Nonostante questo, crediamo che parte delle anomalie da noi registrate siano da additare a qualche tipo di particella proveniente dall'ambiente circostante, e solo in minima percentuale ai Muoni, ovviamente su tale possibilità vi sono comunque dei dubbi.
La spiegazione potrebbe essere trovata ipotizzando che le nostre apparecchiature siano in grado di osservare e registrare particelle di tipo ionizzante, provenienti dal suolo, o dall'atmosfera, forse legate ai gas naturali, tipo il Radon, o alle varie particelle (sottoprodotti) che da queste possono essere scaturite. In basso potete scaricare un documento in formato .pdf che tratta la formazione di spot e linee luminose sulle immagini derivate da CMOS ed in generare su sistemi digitali (quindi anche CCD), dopo bombardamento protonico.
The straight line signature of cosmic ray muons disappears underground.
With shielding, the scattering from background radiation decreases, limiting the wiggly tracks and dots. A dark matter interaction would look like a white dot on these images.
Credit: http://www.symmetrymagazine.org/
I tre fotogrammi che vedete in alto sono stati creati durante il progetto "DAMIC" (Dark Matter In CCD). Secondo gli esperti le linee rette rappresenterebbero il segno lasciato dai muoni in transito sul CCD della fotocamera utilizzata per l'esperimento. Tale CCD è mantenuto ad una temperatura di -150°C.
I risultati che abbiamo ottenuto attraverso le nostre riprese presentano spesso anomalie molto simili a questo tipo di tracce, con l'unica differenza che lo strumento da noi utilizzato non è un CCD ma un sensore CMOS (VISUAL Project) ad alta risoluzione con sensibilità di 2-2,5 lux e, per giunta, non è mantenuto ad una temperatura di -150° Celsius. Le nostre immagini, inoltre, oltre ad essere a colori, mostrano delle anomalie che hanno un diametro mediamente più grande rispetto a quello visibile sui frame in alto. E' possibile davvero osservare il transito di muoni attraverso una normale webcam con ridotta sensibilità che esegue pose di 1/10 di secondo? L'unico sensore CCD utilizzatato dal nostro gruppo è rappresentato dalla CCTV Camera Sony, ultrasensibile, adoperato per eseguire rilevazioni in luce N.I.R. Tale strumento ci ha raramente consentito di osservare tracce muoniche. Nonostante questo, crediamo che parte delle anomalie da noi registrate siano da additare a qualche tipo di particella proveniente dall'ambiente circostante, e solo in minima percentuale ai Muoni, ovviamente su tale possibilità vi sono comunque dei dubbi.
La spiegazione potrebbe essere trovata ipotizzando che le nostre apparecchiature siano in grado di osservare e registrare particelle di tipo ionizzante, provenienti dal suolo, o dall'atmosfera, forse legate ai gas naturali, tipo il Radon, o alle varie particelle (sottoprodotti) che da queste possono essere scaturite. In basso potete scaricare un documento in formato .pdf che tratta la formazione di spot e linee luminose sulle immagini derivate da CMOS ed in generare su sistemi digitali (quindi anche CCD), dopo bombardamento protonico.
| spot_e_linee_luminose_su_cmos.pdf |
Credit: “Radiation Tolerance Tests of CMOS Active Pixel Sensors used for the CMS Muon Barrel Alignment”. Bencze, Gy., L. Fenyvesi, A., Kerek, A., Norlin, L-O., Molnár, J., Novák, D., Raics, P., Szabó, Zs. and Szillási, Z.
Il progetto DAMIC e il test sulla tolleranza di radiazione
I muoni sono particelle prodotte dal decadimento dei raggi cosmici (C.R.) all’interno dell’a-tmosfera terrestre; più precisamente sono generati dall’interazione dei raggi cosmici primari (in grande maggioranza protoni) con i nuclei dell’atmosfera terrestre.[1] Su 1 metro quadrato di superficie terrestre giunge 1 solo raggio cosmico all’anno; mentre nello spazio la stessa superficie viene raggiunta da un raggio cosmico ogni secondo.[2] Il grafico a sinistra mostra la distribuzione del numero di muoni per metro quadrato al livello del mare, mediata su più sciami, in funzione della distanza dal centro dello sciame stesso. Si assume che la direzione di incidenza del protone primario, dunque dell’asse dello sciame prodotto, coincida con la verticale passante per il centro dello sciame. Se tale asse forma invece un angolo con la verticale, l’impronta dello sciame al suolo non sarà più circolare bensì ellittica.
E' possibile osservare muoni anche a distanze molto elevate dal centro dello sciame. Le distanze a cui i muoni possono giungere aumentano all’aumentare dell’energia dello sciame primario, così come aumenta il numero medio di muoni che compongono lo sciame. I muoni, che sono prodotti a un’altezza media di circa 15 km, in atmosfera, sono le particelle cariche più abbondanti al livello del mare, ed infatti ad un’altitudine di 0 metri, un metro quadrato di superficie terrestre è permeata da 85 muoni ogni secondo[3], mentre i muoni che provengono dal basso sono estremamente più rari: se ne osserva 1 ogni secolo su una superficie di 1 metro quadrato. [4]
Secondo questo breve excursus avete capito che i muoni sono particelle che è possibile trovane nella nostra atmosfera con molta facilità poiché il loro numero è elevato. Ma come è possibile osservare un muone? Solitamente queste particelle non vengono osservate attraverso una semplice webcam o CCTV Camera, ma attraverso degli scintillatori e dei fotomoltiplicatori che amplificano i pochi fotoni generati dal transito dei muoni nei scintillatori di un fattore variabile tra 10^6 a 10^7, ossia tra 1 e 10 milioni di volte![5]. Ora la domanda che ci poniamo è la seguente: è possibile osservare con una normale[6] webcam il transito di un muone?
[1] Fonte: www.centrofermi.it.
[2] Fonte: www.lngs.infn.it – Laboratori Nazionali del Gran Sasso.
[3] Alcuni autori hanno prodotto una stima maggiore del numero di muoni che ogni secondo raggiunge 1 m2 di superficie terrestre a livello del mare: 100 (vedi ad esempio: www.scienzapertutti.net).
[4] Fonte: www.centrofermi.it.
[5] Fonte: www.scienzapertutti.net.
[6] Con il termine “normale” intendiamo riferirci ad una webcam equipaggiata di un sensore CMOS con sensibilità di 2-2,5 lux.
Secondo questo breve excursus avete capito che i muoni sono particelle che è possibile trovane nella nostra atmosfera con molta facilità poiché il loro numero è elevato. Ma come è possibile osservare un muone? Solitamente queste particelle non vengono osservate attraverso una semplice webcam o CCTV Camera, ma attraverso degli scintillatori e dei fotomoltiplicatori che amplificano i pochi fotoni generati dal transito dei muoni nei scintillatori di un fattore variabile tra 10^6 a 10^7, ossia tra 1 e 10 milioni di volte![5]. Ora la domanda che ci poniamo è la seguente: è possibile osservare con una normale[6] webcam il transito di un muone?
[1] Fonte: www.centrofermi.it.
[2] Fonte: www.lngs.infn.it – Laboratori Nazionali del Gran Sasso.
[3] Alcuni autori hanno prodotto una stima maggiore del numero di muoni che ogni secondo raggiunge 1 m2 di superficie terrestre a livello del mare: 100 (vedi ad esempio: www.scienzapertutti.net).
[4] Fonte: www.centrofermi.it.
[5] Fonte: www.scienzapertutti.net.
[6] Con il termine “normale” intendiamo riferirci ad una webcam equipaggiata di un sensore CMOS con sensibilità di 2-2,5 lux.
In alto: rilevazioni eseguite nell'ambito del VISUAL Project (2010) Le lunghe linee rette colorate sono con molta probabilità dovute all'interazione tra raggi Alfa e il sensore CMOS. Le piccole linee curve, a volte spezzate, sono invece il risultato dell'interazione tra muoni e il sensore CMOS. Gli spot luminosi bianchi sono da imputare a fenomeni di ionizzazione del silicio che ricopre il sensore CMOS da parte di protoni derivati da sciami secondari dei raggi cosmici. Tale fenomeno di ionizzazione produce emissione di raggi gamma e i raggi gamma producono questi spot. Tale spiegazione ci è stata in parte confermata da uno studio condotto dall’Istituto di Fisica Sperimentale dell’Università di Debrecen (Ungheria), in collaborazione con: l’Istituto di Ricerca Nucleare (ATOMKI di Debrecen; l’Istituto di Fisica Nucleare delle Particelle di Budapest; il CERN e il KTH (Royal Institute of Tecnology), SCAFAB.
L’Istituto di Fisica Sperimentale dell’Università di Debrecen (Ungheria), in collaborazione con: l’Istituto di Ricerca Nucleare (ATOMKI di Debrecen; l’Istituto di Fisica Nucleare delle Particelle di Budapest; il CERN e il KTH (Royal Institute of Tecnology), SCAFAB, ha realizzato uno studio sul test di tolleranza di radiazione di un sensore CMOS producendo dei dati sensazionali. Questo è quanto si è riusciti ad appurare:
(…) Le immagini video registrate delle irradiazioni hanno mostrato delle macchie bianche e lunghe linee. Si tratta del risultato delle diverse interazioni nucleari causati dall’irradiazione di protoni e neutroni. I frammenti pesanti delle reazioni nucleari sono stati osservati come macchie bianche nell’immagine. Si tratta di luce generata da protoni e particelle alfa, corpuscoli emessi a seguito di reazioni nucleari. Tali particelle vengono emesse con energie diverse e con direzioni che seguono la cinematica del processo.
Alcune di queste particelle sono state emesse nel piano sensibile del sensore CMOS depositando la loro energia nel silicio. Questa energia viene in un secondo momento riemessa sottoforma di cariche elettriche di forma lineare che poi vengono rilevate dai pixel che formano il sensore. Queste tracce sono visibili sulle immagini video. (…)
(…) Le immagini video registrate delle irradiazioni hanno mostrato delle macchie bianche e lunghe linee. Si tratta del risultato delle diverse interazioni nucleari causati dall’irradiazione di protoni e neutroni. I frammenti pesanti delle reazioni nucleari sono stati osservati come macchie bianche nell’immagine. Si tratta di luce generata da protoni e particelle alfa, corpuscoli emessi a seguito di reazioni nucleari. Tali particelle vengono emesse con energie diverse e con direzioni che seguono la cinematica del processo.
Alcune di queste particelle sono state emesse nel piano sensibile del sensore CMOS depositando la loro energia nel silicio. Questa energia viene in un secondo momento riemessa sottoforma di cariche elettriche di forma lineare che poi vengono rilevate dai pixel che formano il sensore. Queste tracce sono visibili sulle immagini video. (…)
Immagine in alto: tracce luminose prodotte un sensore CMOS da parte di particelle cariche elettricamente. Credit: “Radiation Tolerance Tests of CMOS Active Pixel Sensors used for the CMS Muon Barrel Alignment”. Bencze, Gy., L. Fenyvesi, A., Kerek, A., Norlin, L-O., Molnár, J., Novák, D., Raics, P., Szabó, Zs. and Szillási, Z.
L’Istituto di Fisica Sperimentale dell’Università di Debrecen ha dimostrato che è possibile osservare attraverso un sensore CMOS l’irradiazione protonica che ha un’energia di almeno 98 MeV. Inoltre, gli spot luminosi bianchi (foto “A” e “B”) sono il risultato dell’interazione tra il silicio del sensore e particelle cariche elettricamente: più lo spot è grande più la particella che lo ha generato è pesante; mentre il fondo più luminoso presente nella foto “B” è il risultato della radiazione diretta prodotta dalla ionizzazione del silicio da parte dei protoni.
La maggior parte dei protoni, comunque, non determina nessuna reazione nucleare con il silicio presente sul sensore CMOS, ma solo una ionizzazione.
La lunghe tracce luminose presenti nelle foto “A” e “B” rappresentano probabilmente il risultato dell’interazione di raggi alfa con il silicio del sensore, mentre le tracce luminose più piccole presenti nelle due foto sono il risultato di emissione di raggi gamma da parte del silicio ionizzato dal bombardamento protonico. Ricapitolando:
Questo interessantissimo studio ci ha permesso una volta per tutte di capire che molto probabilmente gli spot luminosi visibili nei nostri fotogrammi sono di origine protonica, ossia generati da emissioni di raggi gamma secondari alla ionizzazione del silicio da parte di protoni, con molta probabilità creati come particelle secondarie di raggi cosmici. Le anomalie che hanno una forma rettilinea molto lunga derivano quasi sicuramente dall’interazione tra raggi alfa e il vetro ce ricopre il sensore CMOS della webcam; mentre le piccole anomalie dalla forma curva, sembrerebbero l’effetto generato dall’interazione dei muoni sul sensore CMOS.
L’Istituto di Fisica Sperimentale dell’Università di Debrecen afferma che tali fenomeni sono osservabili attraverso comuni sensori CMOS; mentre il progetto DAMIC è riuscito ad osservare l'interazione tra muoni e CCD praticamente in ogni condizione di luminosità..., addirittura chiudendo il sensore CCD in una scatola foderata di piombo. Ciò che rende differente l'esperienza di questi due esperimenti con il vissuto quotidiano è che sono avvenuti in condizioni particolari e cioè non secondo quello che può essere definito come un "semplice utilizzo di un sensore CMOS o CCD". Infatti, il progetto DAMIC utilizzava , proprio come abbiamo già ricordato, un sensore CCD raffreddato a -150° Celsius; mentre il l'Università di Debrecen ha utilizzato un acceleratore di particelle per bombardare vari sensori CMOS...
Forse questa deve essere la chiave di lettura del dell'intera discussione che abbiamo appena fatto: i dati sperimentali vanno poi comparati con i dati osservativi. Il nostro parere è che la maggior parte delle anomalie luminose che abbiamo rilevato sono da attribuire ad emissioni di raggi alfa, protoni e muoni prodotti da raggi cosmici; particelle che bersagliano il sensore CMOS della webcam che utilizziamo per le riprese. Questo dato sembra essere confermato dalle caratteristiche morfologiche delle tracce luminose presenti sui nostri fotogrammi. Purtroppo però non abbiamo l'assoluta certezza che le cose stiano esattamente in questo modo, e comunque il mistero rimane... Come si spiegano tutti gli altri tipi di anomalie luminose?
La prossima sfida sarà rappresentata dal trovare una spiegazione a tutte quelle anomalie che possiedono un movimento angolare ...e qui sarà difficile chiamare in causa le particelle sub-atomiche...
La maggior parte dei protoni, comunque, non determina nessuna reazione nucleare con il silicio presente sul sensore CMOS, ma solo una ionizzazione.
La lunghe tracce luminose presenti nelle foto “A” e “B” rappresentano probabilmente il risultato dell’interazione di raggi alfa con il silicio del sensore, mentre le tracce luminose più piccole presenti nelle due foto sono il risultato di emissione di raggi gamma da parte del silicio ionizzato dal bombardamento protonico. Ricapitolando:
- Tracce lineari lunghe: risultato dell’interazione tra raggi alfa e il silicio che ricopre il sensore CMOS. L’energia depositata lungo la traccia segue la curva di Bragg, questa è la ragione per cui la traccia diventa più ampia e più luminosa verso la fine.
- Tracce a Spot: risultato dell’irradiazione dei pixel da parte di raggi gamma emessi per effetto della ionizzazione del silicio che ricopre il CMOS da parte dei protoni. L’intensità dei spot dipende dall’inclinazione della luce incidente sul sensore CMOS.
Questo interessantissimo studio ci ha permesso una volta per tutte di capire che molto probabilmente gli spot luminosi visibili nei nostri fotogrammi sono di origine protonica, ossia generati da emissioni di raggi gamma secondari alla ionizzazione del silicio da parte di protoni, con molta probabilità creati come particelle secondarie di raggi cosmici. Le anomalie che hanno una forma rettilinea molto lunga derivano quasi sicuramente dall’interazione tra raggi alfa e il vetro ce ricopre il sensore CMOS della webcam; mentre le piccole anomalie dalla forma curva, sembrerebbero l’effetto generato dall’interazione dei muoni sul sensore CMOS.
L’Istituto di Fisica Sperimentale dell’Università di Debrecen afferma che tali fenomeni sono osservabili attraverso comuni sensori CMOS; mentre il progetto DAMIC è riuscito ad osservare l'interazione tra muoni e CCD praticamente in ogni condizione di luminosità..., addirittura chiudendo il sensore CCD in una scatola foderata di piombo. Ciò che rende differente l'esperienza di questi due esperimenti con il vissuto quotidiano è che sono avvenuti in condizioni particolari e cioè non secondo quello che può essere definito come un "semplice utilizzo di un sensore CMOS o CCD". Infatti, il progetto DAMIC utilizzava , proprio come abbiamo già ricordato, un sensore CCD raffreddato a -150° Celsius; mentre il l'Università di Debrecen ha utilizzato un acceleratore di particelle per bombardare vari sensori CMOS...
Forse questa deve essere la chiave di lettura del dell'intera discussione che abbiamo appena fatto: i dati sperimentali vanno poi comparati con i dati osservativi. Il nostro parere è che la maggior parte delle anomalie luminose che abbiamo rilevato sono da attribuire ad emissioni di raggi alfa, protoni e muoni prodotti da raggi cosmici; particelle che bersagliano il sensore CMOS della webcam che utilizziamo per le riprese. Questo dato sembra essere confermato dalle caratteristiche morfologiche delle tracce luminose presenti sui nostri fotogrammi. Purtroppo però non abbiamo l'assoluta certezza che le cose stiano esattamente in questo modo, e comunque il mistero rimane... Come si spiegano tutti gli altri tipi di anomalie luminose?
La prossima sfida sarà rappresentata dal trovare una spiegazione a tutte quelle anomalie che possiedono un movimento angolare ...e qui sarà difficile chiamare in causa le particelle sub-atomiche...
Secondo quanto abbiamo avuto modo di accertare, le tipologie di eventi luminosi visibili quì in alto e classificati dal nostro gruppo di ricerca come anomalie della tipologia "ANL-III" e "ANL-II", trovano enorme somiglianza con particelle Alfa e Muoni. A questo punto abbiamo finalmente la certezza che circa il 40% dei rilevamenti compiuti dalle nostre strumentazioni riguardino questa tipologia di oggetti; e cioé fenomeni luminosi generati da sciami secondari dei raggi cosmici, comprendendo anche le particelle alfa le quali possono anche derivare da radioattivita del sottosuolo, infatti l'area del Parco dei Castelli Romani, ergendosi su un imponente sito vulcanico, è ricco di tufo, e come sappiamo il tufo emette, seppur debolmente, piccole quantità di raggi alfa, beta e gamma, oltre che di gas radon.
Alcune delle Immagini relative a particelle ionizzanti naturali registrate con il nostro sistema di monitoraggio visuale (Protoni)
Particelle Ionizzanti Beta
Flash luminosi determinati da velivoli in quota
In basso alcune fotografie realizzate dal Dr. Daniele Cataldi mostranti un aereo di linea ad una quota di volo relativamente bassa in grado di riflettere la luce del sole per mezzo delle strutture alari e della fusoliera.
A volte può capitare che durante il crepuscolo o il tramonto gli aerei siano in grado di creare dei flash luminosi molto brillanti ed essere avvistati anche a grandi distanze. Sovente possono essere scambiati per oggetti luminosi in movimento ma come è possibile notare non lo sono affatto.
A volte può capitare che durante il crepuscolo o il tramonto gli aerei siano in grado di creare dei flash luminosi molto brillanti ed essere avvistati anche a grandi distanze. Sovente possono essere scambiati per oggetti luminosi in movimento ma come è possibile notare non lo sono affatto.
Foto: Dr. Daniele Cataldi
Foto: Dr. Daniele Cataldi
Letteratura sui raggi cosmici (C.R.) e sui muoni
| raggi_comsici_e_sottoprodotti_di_particelle.pdf |
| rilevazione_dei_muoni.pdf |
| radiation_tolerance_tests_of_cmos_active_pixel_sensors.pdf |
| cosmic_ray.pdf |
| cosmic_rays.pdf |
| cosmic_rays_and_other_nonsense_in_astronomomical_ccd_imagers.pdf |
| influence_of_terrestrial_cosmic_rays_on_ccd_image_sensors.pdf |
Fenomeni Antropici Ionosferici
Fenomeni luminosi generati da razzi e propellente
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