Descrizione del progetto
Maggiore precisione nella rilevazione dei raggi cosmici
La missione spaziale DAMPE (DArk Matter Particle Explorer) ha dato inizio a una nuova era nella fisica delle astroparticelle, con misurazioni dirette degli spettri dei raggi cosmici che superano il Teraelettronvolt (TeV). Il progetto PeVSPACE, finanziato dall’UE, intende ottenere ulteriori miglioramenti fondamentali nella precisione delle misurazioni dirette dei raggi cosmici alle più alte energie, ovvero nella gamma TeV-PeV (peta-eV). L’obiettivo è quello di contribuire a risolvere il problema dell’origine dei raggi cosmici e dei loro effetti sulla composizione dell’universo. Verranno sviluppate tecniche di ricostruzione e identificazione delle tracce di raggi cosmici nella gamma TeV-PeV utilizzando l’intelligenza artificiale, e verrà avviato un programma di ricerca per migliorare la precisione dei modelli adronici di Monte Carlo. La maggiore precisione ottenuta nelle misurazioni dei raggi cosmici aprirà la strada a opportunità uniche per nuove scoperte.
Obiettivo
The DArk Matter Particle Explorer (DAMPE) mission has recently marked a new epoch in astroparticle physics, extending the direct measurements of cosmic ray spectra beyond a TeV with unprecedented energy resolution. With this project, based on my leadership position in DAMPE and its unique data, I propose to fundamentally improve the precision of direct cosmic ray measurements at the highest energies – in the TeV–PeV range, using for the first time a state-of-the-art artificial intelligence approach. The project will help to solve the century-long problem of cosmic-ray origin at such high energies and its effects on the Universe composition. It will study the cosmic-ray spectrum close to the region of a mysterious decline, so-called “knee”, and shed light on the nature of Dark Matter through the discovery of characteristic fine structures in cosmic-ray and gamma-ray spectra. To achieve this, based on my expertise I propose: i) to develop the TeV–PeV cosmic-ray track reconstruction and identification techniques, using a deep learning or similar artificial intelligence approach; ii) to set up a unique research programme to iteratively improve the precision of hadronic Monte-Carlo models in this rarely explored energy domain, based on the available DAMPE data and data from future experiments. The developed results will be applied to the processing of DAMPE data at the first stage, and will be then extended to the next generation High Energy Cosmic Radiation Detection (HERD) experiment. The research strategy is designed to reduce drastically the dominant uncertainties of the cosmic-ray measurements in space, related to the particle type/direction identification and modeling of hadronic interactions in the detector. As a result of the project, cosmic ray spectra will be directly measured in space in TeV–PeV energy range with qualitatively higher precision, opening up an unprecedented opportunities for new discoveries.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
1211 Geneve
Svizzera