Studio del flusso di antiprotoni cosmici

L'analisi dello spettro energetico dei Raggi Cosmici è fondamentale per lo studio dei fenomeni astrofisici e delle interazioni nucleari ad alte energie. In particolare, è interessante lo studio del flusso di antiprotoni poiché, nella modellizzazione delle sezioni d'urto di produzione degli antiprotoni, entrano in gioco le teorie delle interazioni nucleari; lo studio di questo flusso può diventare una prova per verificare l'efficacia di diverse sezioni d'urto e dell'approccio teorico con cui esse sono costruite. In questo studio sono stati utilizzati i dati raccolti dall'esperimento AMS-02 sulla ISS; il flusso è stato simulato utilizzando la modellizzazione del framework GALPROP ed è poi stato messo a confronto con questi dati sperimentali. Si è deciso di studiare il flusso relativo di antiprotoni su protoni, in modo da rendere la modulazione solare trascurabile, in prima approssimazione. Il flusso di antiprotoni è stato usato per confrontare cinque diverse parametrizzazioni di sezioni d'urto: due utilizzano una parametrizzazione analitica degli anni 80, due sono simulazioni Monte Carlo, e la quinta è una parametrizzazione su dati e teorie più aggiornate. La quinta è risultata essere la più efficace perché le simulazioni Monte Carlo hanno problemi a basse energie, mentre le vecchie parametrizzazioni a energie elevate. Oltre a questo, il flusso di antiprotoni può essere usato per cercare tracce di annichilazione di Materia Oscura; per mostrare che effetto essa possa avere sul flusso, è stata fatta una simulazione con GALPROP, aggiungendovi il contributo dato dall'annichilazione di particelle WIMP-like. Queste tracce sono molto difficili da individuare a causa delle elevate incertezze teoriche: incertezze astrofisiche sul modello di propagazione e sui suoi parametri, incertezze sulle sezioni d'urto e incertezze dovute alla modulazione solare; per questi motivi discriminare un segnale di DM è ancora molto complesso.