È nato per studiare i raggi cosmici e per cercare tracce di antimateria e materia oscura: è l’Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), che inizia oggi il suo lungo viaggio che lo porterà prima in Usa al Kennedy Space Center e poi in orbita, agganciato alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). è un fiore all’occhiello della ricerca italiana: progettato sul modello degli acceleratori del Cern e dei laboratori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) di Frascati, consiste in un magnete superconduttore, i cui rivelatori sono in grado di identificare la tipologia di particelle tramite misure ridondanti di carica, velocità, energia e direzione di moto.

L’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e l’INFN collaborano e sostengono questo esperimento dal 1995, nell’ambito di una collaborazione internazionale che comprende 16 paesi e 64 istituti. Sarà Roberto Battiston, fisico dell’università di Perugia e responsabile italiano della missione, ad accompagnare AMS nella prima parte “terrestre” del suo viaggio: l’abbiamo incontrato prima della partenza da Ginevra.

Professor Battiston, come si svolgeranno le fasi di preparazione del lancio, da qui al prossimo febbraio?

Il 26 agosto l’esperimento parte per il Kennedy Space Center con un C5 dell’aeronautica militare americana, che trasporterà complessivamente 50 tonnellate di materiale. Una volta negli Usa verranno effettuati tutti i test di interfaccia con lo Shuttle e con la Stazione Spaziale Internazionale. L’esperimento sarà tecnicamente pronto per un lancio Shuttle a partire da novembre. Al momento attuale la data di lancio è confermata per il 26 febbraio 2011.

Come è equipaggiato AMS?

Si tratta di un rivelatore dello stesso tipo di quelli che sono al CERN, in grado di identificare le diverse particelle elementari che dopo avere attraversato il cosmo, bombardano la Terra. A differenza dei rivelatori del CERN, che pesano migliaia di tonnellate, AMS pesa "solo" 8,5 tonnellate ed è quindi più piccolo. Ma svolge le stesse funzioni. Il nostro obbiettivo è identificare le particelle con una precisione di una parte per miliardo, per cercare componenti rare come l’antimateria, la materia oscura o le particelle di materia "strana".

Qual è il contributo dell’Italia?

L’Italia con l’INFN e l’ASI è il primo contributore ad AMS ed è responsabile della realizzazione di cinque degli otto sottosistemi di rivelatori di particelle sviluppati per l’esperimento. I gruppi di ricercatori coinvolti provengono dalle sezioni INFN delle Università di Bologna, Milano, Pisa, Perugia e Roma La Sapienza.

Qual è la durata prevista della missione?

A causa del pensionamento dello Shuttle, l’esperimento una volta installato non potrà più essere riportato a terra. Dato che la ISS opererà fino al 2020 e probabilmente fino al 2028, AMS prenderà dati per tutto questo periodo. Questa estensione dell’operatività della ISS, decisa a marzo di quest’anno dalle agenzie spaziali coinvolte nella sua gestione, è stata la ragione principale che ha portato alla sostituzione del magnete superconduttore con il magnete permanente che ha già volato sullo Shuttle nel 1998.

Tramite una modifica della strumentazione, la sostituzione del magnete superconduttore con uno permanente avente un campo di intensità inferiore, non altera la precisione delle misure, ma permette di estendere il tempo di osservazione per tutta la durata della vita della Stazione Spaziale.

Che legame c’è con le ricerche di LHC? I programma di AMS potranno cambiare in seguito a particolari scoperte fatte da LHC?

Sia AMS che LHC cercano di studiare le proprietà fondamentali della materia, AMS studiando l’universo, LHC ricreando in laboratorio le condizioni del Big Bang. Certamente si tratta di modi complementari per cercare l’origine di fenomeni come la violazione di leggi di simmetria che devono esistere in condizioni estreme della materia e che hanno portato all’apparente scomparsa dell’antimateria; oppure l’esistenza della materia oscura che domina l’evoluzione delle galassie e degli ammassi di galassie.

Questa complementarietà porta in alcuni casi ad una entusiasmante competizione scientifica, in altri le sensibilità dei due tipi di esperimento permette a ciascuno di studiare fenomeni che non sono accessibili all’altro.