Origine dei raggi cosmici e materia oscura
Gli ultimi tre anni hanno visto uno sviluppo senza precedenti nel campo della fisica dei raggi cosmici, sia dal punto di vista osservativo che teorico. Le osservazioni condotte con i telescopi Cherenkov, MAGIC, VERITAS ed HESS, hanno condotto alla rivelazione di radiazione gamma di alta energia da resti di supernova, i candidati più plausibili ad essere sorgenti dei raggi cosmici di origine galattica. Da un punto di vista teorico, gli ultimi anni hanno visto lo sviluppo di una teoria non lineare della accelerazione di particelle in resti di supernova, ingrediente cruciale per comprendere l'origine dei raggi cosmici e per descrivere le osservazioni a multifrequenza da queste sorgenti.
Gli studi sull' origine dei raggi cosmici hanno una lunga tradizione in Italia e la comunità italiana continua oggi ad avere un ruolo estremamente importante ed attivo come testimoniato non solo dal numero di scienziati a vario titolo implicati, ad esempio, nella ricerca di sorgenti con il satellite Fermi o nelle operazioni del PAO, ma anche dalla portata e dalla risonanza dei risultati da essi raggiunti. L’INAF sta inoltre contribuendo in modo determinante anche alla costruzione hardware del telescopio MAGIC-II.
Ci sono stati due sviluppi importanti negli ultimi tre anni sul piano teorico-fenomenologico: 1) la formalizzazione di una teoria non lineare della accelerazione di particelle ad onde d’urto, 2) la formulazione del modello del dip per la transizione da raggi cosmici galattici ad extragalattici. I prossimi anni saranno un periodo d’oro per la ricerca nel settore dei raggi cosmici visto che il telescopio Fermi, i telescopi Cherenkov e rivelatori da terra stanno già inondando il settore di dati preziosi. I gruppi italiani hanno fornito dei contributi fondamentali allo sviluppo del settore e continueranno l’investigazione dei molti aspetti ancora non chiari, dalla connessione fra fenomenologia di resti di supernova e raggi cosmici osservati a Terra all’estensione degli studi sull’interazione fra raggi cosmici e la regione attorno alla sorgente. In questo settore si segnalano esperimenti e utilizzazione di grandi strutture come KASCADE Grande, Pierre Auger Observatory, MAGIC e Jem-EUSO.
