La Scienza nelle Scuole EEE Extreme Energy Events
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La Scienza nelle Scuole EEE Extreme Energy Events Staff Gran Sasso Eugenio Coccia Lucia Votano Roberta Antolini Carlo Gustavino Roberto Moro Marco D’Incecco Marco Lindozzi INFN INFN INFN-LNGS INFN Centro Fermi INFN-LNGS INFN-LNGS Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi 19-20 aprile 2012 Roma
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La Scienza nelle ScuoleEEE
Extreme Energy Events
Staff Gran Sasso
Eugenio CocciaLucia Votano
Roberta AntoliniCarlo GustavinoRoberto Moro
Marco D’InceccoMarco Lindozzi
INFNINFN
INFN-LNGS INFN
Centro FermiINFN-LNGSINFN-LNGS
Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi 19-20 aprile 2012 Roma
La Scienza nelle ScuoleEEE
Extreme Energy Events
Seconda Conferenza dei Progetti del Centro Fermi 19-20 aprile 2012 Roma
Scuole di L’Aquila e Teramo
Liceo Scientifico “A. Bafile”
Natale De AngeloAntonella MatareseSuvorov DenisArduini AntonioMaurizio Alessandro
IISS “A. di Savoia”
Gianna ColagrandeGiovanni GianforteColaianni DavideDe Santis Yuri
ITIS “E.Alessandrini”
Luca Di Carlo
Scuole dell’AquilaStazioni installate nel 2008
EEE telescopio Liceo “Bafile” EEE telescopio IISS “A. di Savoia”
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Posizione delle 2 scuole del progetto EEE. Le frecce indicano le
orientazioni delle 2 stazioni
Liceo
ITIS
L=180 mL=220 m
Analisi datiL’acquisizione dati in due differenti periodi:
2008 (300 ore di acquisizione) – distanza telescopi 180 m
2009-10 (400 ore di acquisizione) – distanza telescopi 220 m
Due tipologie di eventi selezionati:
• Eventi a singola traccia• Eventi multi traccia
M. Abbrescia et al. NCB 125 B, N.2 (2010) 243-254.
Evento singola traccia
Evento multi traccia
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La frequenza di coincidenze R (=area gaussiana/tempo) è di circa 3.26 eventi/ora. Definendo il rapporto segnale rumore S/N come il rapporto tra l’area della gaussiana all’interno di ±1 s e l’area del fondo all’interno di un uguale intervallo temporale si ottiene S/N=0.93. La larghezza del fit gaussiano è di circa 155 ns.
Coincidenze tra le scuoleDistanza tra le stazioni 180 m
Prima del terremoto
Coincidenze tra le scuoleDistanza tra le stazioni 220 m
R=2.64 events/hour S/N=0.56σ=193 ns
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Dopo il terremoto
Scuole dell’Aquila
Le attività con gli studenti coinvolgono circa 30 ragazzi per ogni scuola.
In 5 anni di attività sono stati coinvolti circa 300 studenti
Adesione volontaria al progetto
Incontri pomeridiani con gruppi di 5-6 studenti
Gruppi di lavoro: software, hardware, teorico
Scuola di Teramo
IIS “Alessandrini”
È disponibile la strumentazione per l’allestimento del telescopio
Distanza tra città ~ 40 Km
Obiettivi futuri
• Presa dati su lungo termine e successiva analisi per le stazioni EEE dell’Aquila.
• Installazione del telescopio EEE presso l’IIS di Teramo.
• Avviare una prima fase di acquisizione dati per Teramo.
• Ricerca coincidenze L’Aquila - Teramo. • Avviare attività didattiche con gli studenti di
Teramo.
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Coincidenze tra le scuole
Coincidenze “singola-singola”. È presente una sola traccia in entrambi i telescopi.
Coincidenze “singola-multitraccia”. È presente una traccia singola in una delle 2 stazioni, mentre nell’altra è presente un evento ad alta molteplicità.
Coincidenze “multitraccia-multitraccia”. Sono presenti eventi ad alta molteplicità in entrambe le stazioni.
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Coincidenze tra le scuole Distanza tra le stazioni 180 m
Eventi singola-singola
R=3.26 eventi/ora, S/N=0.93. Per questa tipologia è possibile determinare la direzione dello sciame, utilizzando l’inclinazione delle tracce.
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Coincidenze tra le scuoleLa differenza di tempo ΔT che lo sciame impiega per raggiungere le due stazioni, dipende dalla distanza L tra i due telescopi e dall’angolo θ’ individuato dall’asse dello sciame e dall’asse che congiunge le stazioni, secondo la relazione:
TcL )'cos(
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Coincidenze tra le scuole Distanza tra le stazioni 180 m
Eventi singola-singola
Le tracce degli eventi riportati nel grafico individuano un angolo inferiore a 7°. Gli eventi si distribuiscono intorno ad una retta con pendenza m=0.57 ms.
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Coincidenze tra le scuole Distanza tra le stazioni 180 m
Eventi singola-singola
Sottraendo ad ogni differenza di tempo ΔT il ritardo tra le due stazioni, si ottiene il grafico a lato. La larghezza del fit gaussiano si riduce a s =70 ns. Il rapporto segnale/rumore diventa S/N=2, senza alcun taglio degli eventi.
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Coincidenze tra le scuole Distanza tra le stazioni 180 m
Eventi singola-singola
Le tracce di particelle appartenenti allo stesso sciame sono, in prima approssimazione parallele. È quindi possibile migliorare il rapporto S/N, richiedendo una divergenza angolare piccola fra le tracce.Con il taglio a 10° e con la correzione angolare descritta in precedenza, si ottengono un rapporto S/N=18 e una riduzione degli eventi del picco del 50%.
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Coincidenze tra le scuole Distanza tra le stazioni 180 m
TABELLA RIASSUNTIVA EVENTI SINGOLA-SINGOLA
Tagli
R (eventi/ora) S S/N (± 1 s) S/N’ (± 1 s) Evidenza statistica (S/N)
Evidenza statistica (S/N’)
No cut 3.26 705 0.9 2 25.6 37.5
q<50° 3.05 660 1.0 2.4 26.1 39.6
q<40° 2.88 623 1.2 2.8 27.0 41.8
q<30° 2.47 535 1.5 3.8 28.3 44.9
q<25° 2.35 508 1.8 4.7 30.2 48.8
q<20° 2.18 472 2.4 6.4 33.7 55.1
q<10° 1.61 348 6.4 18.3 47.2 79.8
q<7.2° 1.35 291 9.8 27.6 53.4 89.6
q<5° 0.95 206 14.0 38.8 53.7 89.4
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Coincidenze tra le scuole Distanza tra le stazioni 180 m
Eventi singola-multitraccia Eventi multitraccia-multitraccia
R=0.8
S/N=75
R=3.62
S/N=26
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La frequenza di coincidenze R (=area gaussiana/tempo) è di circa 4.8 eventi/ora. Definendo il rapporto segnale rumore S/N come il rapporto tra l’area della gaussiana all’interno di ±1 s e l’area del fondo all’interno di un uguale intervallo temporale si ottiene S/N=1. La larghezza del fit gaussiano è di circa 180 ns.
Coincidenze tra le scuole Distanza tra le stazioni 220 m
Preliminary!
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Coincidenze tra le scuole Distanza tra le stazioni 220 m
Le tracce degli eventi riportati nel grafico individuano un angolo inferiore a 7°. Gli eventi si distribuiscono intorno ad una retta con pendenza m=0.67 ms.
