L’importanza dello studio dei raggi cosmici, una storia di collaborazione italo-russa

Vedere l’interno di una piramide alla ricerca di stanze nascoste, osservare l’interno di un vulcano o scoprire l’eventuale presenza di materiale radioattivo trasportato nei container. Tutto ciò è possibile grazie allo studio e l’utilizzo dei raggi cosmici, un settore che vede un’importante e duratura collaborazione italo-russa.

I muoni, particelle che piovono incessantemente sulla terra, permettono di sondare l’impenetrabile. Il loro potere di penetrazione nella materia permette di ottenere immagini di oggetti grandi senza danneggiarli.

Il settore della scienza che studia i raggi cosmici vede una stretta collaborazione fra l’Italia e la Russia, in particolare fra l’Università di Torino e l’Experimental Complex NEVOD dell’Università di Mosca MEPhI (National Research Nuclear University). In che cosa consiste la cooperazione scientifica fra le due università? Quanto è importante la collaborazione italo-russa in ambito scientifico? Sputnik Italia ha raggiunto per un’intervista Andrea Chiavassa, professore di fisica all’Università di Torino.

— Professore Chiavassa, quali progetti sviluppate in comune con il centro sperimentale russo NEVOD?

— La collaborazione fra il centro NEVOD dell’Università Mephi e l’Università di Torino nasce molti anni fa, di recente abbiamo celebrato i 25 anni di cooperazione. Questa collaborazione nasce per iniziativa del professore Petrukhin del Mephi e dei professori con cui ho fatto la tesi. La collaborazione nasce nel settore dello studio dei raggi cosmici e in particolare della fisica dei muoni, che sono delle particelle presenti nei prodotti dell’interazione dei raggi cosmici con l’atmosfera terrestre. I muoni vengono studiati attraverso esperimenti posti sotto terra.

Negli anni la collaborazione si è evoluta sempre rimanendo nella materia dei raggi cosmici. I colleghi del Mephi hanno costruito degli apparati sperimentali molto performanti a cui abbiamo collaborato cedendo del materiale e aiutando nell’installazione.

— Che cosa sono i raggi cosmici?

— Si tratta di tutte quelle particelle emesse in sorgenti principalmente della nostra galassia, sono particelle emesse nei processi di più alta energia nell’universo. Se la luce che noi riceviamo dal sole è emessa per radiazione termica, i raggi cosmici sono particelle e radiazioni prodotte da processi che raggiungono un’energia più alta. L’energia che viene emessa nella galassia attraverso questi processi è confrontabile con l’energia emessa dalle stelle. È una frazione di energia importante. C’è un interesse scientifico culturale a conoscere meglio quest’energia.

— Da Catania arriva il prototipo per la tomografia muonica che potrebbe essere utile per identificare eventuali materiali radioattivi che vengono trasportati nei container. Che cosa ne pensa di questo studio dei suoi colleghi?

— Questo è un campo sul quale si sta lavorando molto intensamente. I muoni sono particelle che penetrano molto all’interno della materia. Per studiarli si utilizzano esperimenti nelle gallerie sotto le montagne, come per esempio nei laboratori nazionali del Gran Sasso. Avendo la capacità di penetrare molto nella materia i muoni possono essere utilizzati come sonde per studiare la composizione interna delle materie. Ci sono sviluppi per cercare di fare una radiografia con i muoni per identificare pezzi di materiale molto pesante nascosto all’interno di altri materiali, come potrebbe essere l’uranio radioattivo. La stessa tecnica viene utilizzata per effettuare una radiografia delle piramidi, localizzando così stanze nascoste.

Noi siamo continuamente colpiti da muoni che arrivano dall’azione cosmica e quindi possiamo usare queste particelle per studiare la materia che attraversano. È un campo di indagine estremamente interessante, adesso ci si rende conto che i muoni si possono usare per andare a svolgere indagini all’interno della materia.

— Quanto è importante la cooperazione con la Russia e lo sviluppo di progetti comuni, anche in questo periodo di tensioni politiche?

— È sicuramente molto importante. La scuola russa ha una grandissima tradizione nel campo della fisica dei raggi cosmici. Disperdere questa tradizione sarebbe un errore gravissimo. Per fortuna la collaborazione con i colleghi russi non è una novità negli ultimi anni, la nostra cooperazione è passata attraverso diversi periodi della storia. Abbiamo anche altre collaborazioni con la Moscow State University, sono collaborazioni che personalmente intendo mantenere negli anni. Si tratta di relazioni fruttuose in ambo i sensi: noi abbiamo portato del materiale per la ricerca ai colleghi russi, loro stanno realizzando dei centri di ricerca come il NEVOD anche in Siberia dove si effettuano esperimenti di punta. Siamo sempre riusciti a lavorare insieme, per fortuna, al di là delle difficoltà nelle relazioni fra gli Stati.

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