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Precision cosmic-ray detection with the Square Kilometer Array

Descrizione del progetto

Square Kilometre Array rivoluzionerà il rilevamento delle piogge d’aria

Gli astronomi studiano da tempo l’origine dei raggi cosmici galattici alle energie più elevate. Questi nuclei atomici ionizzati, che viaggiano a una velocità prossima a quella della luce, vengono rilevati grazie alle piogge d’aria prodotte dalle loro interazioni con l’atmosfera. Tuttavia, attualmente non siamo in grado di misurare queste piogge con una precisione tale da poterne ricostruire le caratteristiche e consentirci di comprenderne le fonti. Il progetto SKA-CR, finanziato dal CER, si propone di utilizzare il radiotelescopio Square Kilometre Array (SKA) per rivoluzionare il rilevamento delle piogge d’aria. A tal fine, farà leva sulla densità dell’antenna SKA per misurare le piogge d’aria con una precisione senza precedenti e fornire, in ultima analisi, informazioni di rilievo sulla loro origine.

Obiettivo

What is the origin of the highest energy Galactic cosmic rays, ionized atomic nuclei that travel through space at nearly the speed of light? To answer this question we must detect them via the “air showers” of particles that are induced when cosmic rays interact in the atmosphere. Current experiments lack the precision needed to fully reconstruct air shower features and, consequently, to understand the cosmic rays themselves. Moreover, the hadronic interactions that shape air shower development take place
at energies beyond what we can reproduce in a laboratory setting and are not well understood. To solve this problem, we will revolutionize air shower detection by leveraging the Square Kilometer Array (SKA) radio telescope as the ultimate precision cosmic-ray detector.

As the leader of the cosmic-ray detection groups at the LOFAR and SKA telescopes, I will capitalize on my expertise to implement cosmic-ray detection capabilities at the SKA. The instrument’s incredible antenna density will enable us to sample the air shower radio signal with order of magnitudes more detail than is currently possible, uniquely giving us access to fine details of the shower development. We will also install in-situ particle detectors with the capability to distinguish different air shower particles. By combining these data with radio observables, we can achieve comprehensive air shower reconstructions while refining hadronic interaction models—an essential step in advancing our understanding of high-energy cosmic-ray physics.

We will use this novel technique to do the most precise air shower reconstructions ever made over a wide energy range, allowing us to distinguish cosmic-ray acceleration models and identify sources in the energy region where cosmic rays transition from Galactic to extragalactic origin. This project will lay the groundwork for decades of cosmic-ray science at the SKA, and yield the information we need to finally understand the elusive origins of cosmic rays.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

STICHTING RADBOUD UNIVERSITEIT
Contributo netto dell'UE
€ 3 000 000,00
Indirizzo
HOUTLAAN 4
6525 XZ Nijmegen
Paesi Bassi
Regione
Oost-Nederland Gelderland Arnhem/Nijmegen
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 3 000 000,00

Beneficiari (1)