Une découverte révolutionnaire dans le domaine de la physique a été réalisée par des chercheurs du département de physique et de géologie de Pérouse, en Italie, en collaboration avec l'Institut national de physique nucléaire (INFN). L'équipe, qui fait partie de la collaboration internationale AMS-02, a réalisé une observation inédite : la variation temporelle des antiprotons, de l'hélium, du carbone et de l'oxygène sur un cycle solaire complet, s'étendant sur 11 ans. Cette réalisation sans précédent fournit des informations précieuses sur les effets de l'activité solaire.
L'expérience AMS-02, qui fonctionne sur la Station spatiale internationale depuis 2011, a accumulé plus de 240 milliards de points de données, identifiant méticuleusement les rayons cosmiques par type et par énergie, en distinguant la matière de l'antimatière et les noyaux lourds des noyaux légers. Cette initiative scientifique internationale, impliquant des chercheurs de diverses universités italiennes et des sections de l'INFN, est soutenue par l'Agence spatiale italienne (ASI).
Le groupe de Pérouse a joué un rôle crucial dans la conception et la construction d'AMS-02, continuant à soutenir l'acquisition de données, l'analyse et le développement de nouveaux détecteurs pour améliorer les performances. Leurs recherches en cours, y compris les tests dans les laboratoires de qualification spatiale SERMS à Terni, démontrent leur engagement à repousser les limites de l'exploration spatiale.
L'expertise acquise grâce à la collaboration avec AMS a permis à l'équipe de Pérouse d'acquérir des connaissances précieuses sur l'environnement de rayonnement dans l'espace. Ces connaissances seront développées davantage grâce à un accord à long terme entre l'Université de Pérouse et l'ASI, ainsi qu'au projet « Département d'excellence », le Cluster de recherche spatial et universel de Pérouse (SUPER-C), qui a obtenu un investissement de 9 millions d'euros du ministère italien de l'Université et de la Recherche (MUR) pour la période 2023-2027.
« Les données d'AMS-02 sur la variation temporelle de nombreuses espèces de rayons cosmiques constituent un ensemble de données unique qui nous permettra d'étudier en détail la propagation des rayons cosmiques dans l'héliosphère », souligne le professeur Bruna Bertucci, vice-coordinatrice de la collaboration internationale AMS. « Les résultats obtenus lors de l'expérience AMS-02 fournissent des données scientifiques originales et inattendues sur l'origine et la propagation des rayons cosmiques. Seul un spectromètre magnétique fonctionnant dans l'espace, comme AMS-02, peut mesurer le signe de la charge des rayons cosmiques et ainsi obtenir ces résultats. »
« Nous avons montré que la variation dans le temps est similaire pour les particules ayant le même signe de charge et nettement différente pour les particules ayant des signes opposés. De plus, pour la première fois, nous avons observé que l'intensité de la variation est différente pour les espèces nucléaires entre l'hélium et l'oxygène et est liée à la forme spectrale du flux de particules », commente le Dr Maura Graziani, chercheuse au département de physique et de géologie et coordinatrice locale du groupe de recherche UniPg/INFN pour l'expérience AMS.
« Le rayonnement cosmique chargé représente l'un des principaux risques pour les instruments et la santé des astronautes dans l'espace », observe le professeur Nicola Tomassetti, responsable du programme d'études de rayonnement dans le cadre de l'accord UniPg-ASI. « Les données collectées lors de l'expérience AMS-02 fournissent des résultats scientifiques fondamentaux pour le développement de systèmes de protection des astronautes contre l'exposition inévitable et continue au rayonnement cosmique dans l'espace. »