Un rivelatore di raggi cosmici al Liceo Martin Luther King di Genova
Per la prima volta a Genova e in Liguria una scuola superiore si dota di un rivelatore di muoni
Iniziato nel 2023, il progetto AstroKing viene presentato ufficialmente alla città il 15 ottobre con un incontro pubblico
L’idea di portare un rivelatore di raggi cosmici al Liceo Martin Luther King di Genova è nata nel febbraio del 2023 grazie alla passione e all'interessamento del professor Andrea Lanza - docente di Matematica e Fisica della scuola nonché esperto e divulgatore di astronomia - e all'appoggio e al sostegno del dirigente scolastico, professor Michele Marini. Il Liceo genovese diventa così il primo istituto scolastico in tutta la Liguria, il secondo nel nostro Paese, a dotarsi di un rivelatore di raggi cosmici. In tutta Italia, infatti, esiste soltanto un'altra scuola con un rivelatore simile. Si tratta del Liceo Giulio Casiraghi di Cinisello Balsamo.
La progettazione e la realizzazione del progetto sono andati avanti per circa due anni e mezzo. Dopo tanto lavoro, è stato realizzato un rivelatore di muoni perfettamente funzionante. I muoni costituiscono una frazione della radiazione cosmica che giunge sul nostro pianeta, definita “radiazione secondaria” poiché si origina in atmosfera terrestre a causa della interazione della radiazione cosmica propriamente detta (o primaria) costituita in gran parte da protoni. I protoni urtano i nuclei degli elementi costituenti l’alta atmosfera e producono soprattutto pioni: tali particelle, però, non sono sufficientemente longeve da giungere al suolo e alla quota di circa 30 km decadono in muoni. Anche questi ultimi non sono stabili e decadono velocemente, in circa 2,2 microsecondi, ma hanno comunque il tempo di giungere al suolo: tale possibilità risulta essere uno degli effetti spesso illustrato agli studenti come prova della validità della relatività ristretta einsteiniana.
Grazie ai fondi del Liceo stanziati dal Consiglio d’Istituto, il progetto ha previsto l’acquisto dei componenti come scintillatori plastici, fotomoltiplicatori silicei o SPM), schede multicanale per l’acquisizione dei segnali, sensori di pressione e temperatura, processori, batterie tampone e altri componenti. Il progetto, che ha preso il nome AstroKing, ha coinvolto numerosi studenti che hanno lavorato in prima persona alla realizzazione del rivelatore che è stato definitivamente completato nell’estate del 2025. Gli alunni del liceo si sono infatti occupati di installare le fibre ottiche a spostamento di lunghezza d’onda (wavelength shifter) entro gli scintillatori, di collocare gli SPM, di saldare i connettori per i canali di uscita degli SPM, di rifasciare le barre scintillatrici al fine di non farvi entrare luce dall’esterno nelle stesse e altre attività. Sono anche stati istruiti sul tipo di segnale elettronico che sarà generato dal passaggio del muone e sulla logica che guiderà la raccolta dati. Gli alunni che hanno partecipato all'iniziativa hanno potuto utilizzare anche un oscilloscopio, uno strumento normalmente non conosciuto a livello liceale.
Il rivelatore di muoni è anche trasportabile. Ha le dimensioni di una grossa valigia e un peso di circa 35 kg ed è dotato, oltre che del comune cavo di alimentazione a 220 V, di una batteria che ne assicura l’autonomia per molte ore: questo permette di fare delle “campagne osservative” non soltanto nella sede della scuola ma anche in altri luoghi come grotte sotterranee o montagne allo scopo di misurare la diversa intensità dei raggi cosmici. Grazie a questo strumento potranno essere studiate anche altre caratteristiche dei muoni, come il loro tempo di vita media. Il suo utilizzo da parte delle attuali e delle future generazioni del Liceo consentirà di acquisire dimestichezza con il mondo della ricerca, di “vedere all’opera” funzioni matematiche esponenziali decrescenti, di prendere confidenza con strumenti atti ad effettuare analisi statistiche, solo per citare le ricadute principali. Sarebbe anche auspicabile una collaborazione con altri istituti che desiderassero di utilizzare il rivelatore o di elaborarne i dati.
Per presentare a tutti gli interessati il progetto AstroKing è stato organizzato un incontro pubblico che si terrà il prossimo 15 ottobre, alle ore 17, presso la biblioteca del Liceo King in Via Sturla 63. Saranno presenti il dirigente del Liceo M.L.King, professor Michele Marini, il professor Marco Battaglieri dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e docente presso l'Università di Genova, e il dottor Stefano Grazzi dell'INFN. Saranno presenti anche gli studenti che hanno contribuito a “costruire” il rivelatore. L'incontro è aperto al pubblico. Relatori e alunni saranno lieti di rispondere alle domande e alle curiosità da parte dei presenti.