Le attività didattiche svolte nell’ambito del progetto “da -∞ a +∞, la voce dell’Universo”
sono perfettamente inserite nel quadro delle linee guida dei Licei Scientifici che, negli
Obiettivi specifici di apprendimento della fisica, affermano: “....La dimensione
sperimentale potrà essere ulteriormente approfondita con attività da svolgersi non
solo nel laboratorio didattico della scuola, ma anche presso laboratori di Università ed
enti di ricerca, aderendo anche a progetti di orientamento. In quest’ambito, lo studente
potrà approfondire tematiche di suo interesse, accostandosi alle scoperte più recenti
della fisica (per esempio nel campo dell’astrofisica e della cosmologia, o nel campo
della fisica delle particelle)..”
Nell’ambito del concorso rivolto alle scuole secondarie superiori “A scuola di
astroparticelle” bandito dall’ Istituto Nazionale Fisica Nucleare Sezione di Napoli, la
classe III E del liceo “P.S.Mancini” di Avellino si è impegnata nel progetto di fisica
astroparticellare “Da - ∞ a” sfruttando le informazioni e i dati scientifici registrati dal
telescopio della stazione Toledo e trasmessi ad un computer in un’area accessibile
via web.
Tali attività si sono sviluppate anche nell’ambito dell’alternanza scuola-lavoro
organizzato dall’INFN con la presenza di tutor e docenti di altissimo profilo
professionale in attività presso l’INFN, i Laboratori del Gran Sasso ed il CERN.
Gli studenti hanno sfruttato le informazioni e i dati scientifici registrati dal telescopio
della stazione Toledo e trasmessi ad un computer in un’area accessibile via web per
elaborare, con la guida di Docenti, ricercatori e tecnici dell’IFSN, un prodotto
d’intervento dal titolo “Da - ∞ a +∞” che, come dichiara il titolo, ha portato i ragazzi ad
analizzare, nel mondo dell’infinitamente piccolo, la fisica delle particelle, e, nel mondo
dell’infinitamente grande, le dimensioni dell’intero universo.
L’analisi dei dati è stata preceduta da seminari, conferenze, attività laboratoriali che
hanno permesso di approfondire problematiche portanti della moderna ricerca
scientifica relativa alle origini dell’Universo e alla sua composizione ed evoluzione, ma
anche di prendere coscienza degli effetti della radiazione dei muoni, invisibile ai nostri
sensi, sul corpo umano e sull'evoluzione della vita sulla Terra.
In particolare l’attività di analisi dei dati si è centrata sulla ricostruzione della “voce
dell’Universo”.
BREVE DESCRIZIONE DEL PROGRAMMA DI COSTRUZIONE DELLA VOCE DEL
MUONE
COME FUNZIONA IL RILEVATORE DI VIA TOLEDO A NAPOLI ed il software
collegato (dati che ci sono stati forniti dall’INFN):
 Mettendo insieme più strisce di scintillatore plastico in grado di convertire
l’energia rilasciata da una particella nell’interazione con la materia in un debole
segnale luminoso accoppiato ad un dispositivo che converte questa luce in un
segnale elettrico, si ottiene una superficie sensibile al passaggio delle particelle
ionizzanti. Due piani di strisce incrociate consentono di rivelare il passaggio
delle particelle e di individuare il punto in cui esse passano (piano x-y)  
 Disponendo in pila più piani di rivelatori otteniamo un cosiddetto ‘telescopio’,
cioè un apparato in grado di segnalare contemporaneamente su più piani il

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passaggio di una particella ionizzante permettendo di ricostruire la direzione di
provenienza in un sistema tridimensionale.
 Con l’aggiunta del totem e la sua connessione al telescopio, i segnali elettrici
generati nel telescopio al passaggio di ogni particella vengono codificati in
logica binaria:
 0 indica un rivelatore non interessato e 1 un rivelatore attraversato
 Le sequenze di 0 e 1 vengono poi impacchettate in stringhe di numeri secondo
un codice esadecimale. VEDERE FORM ALLEGATO

 Le due stringhe successive di 30 caratteri esadecimali ciascuna contengono
l’informazione su quali dei dieci rivelatori x e dieci rivelatori y sono scattati.
All’arrivo di un evento il computer interno del totem decodifica la sequenza di
caratteri esadecimali e ricostruisce l’evento mostrandone le proiezioni x e y e la
sua provenienza dallo spazio esterno.
 In un secondo file per ogni evento registra il numero identificativo, l’ora e gli
angoli x-z e y-z.

Esempio :
ST07EE
0100000120080200602200A0160100
00400402401001200800A006006005
ST07EE 10:46:58 18.7 -23.05
COME SONO STATI UTILIZZATI I DATI DA PARTE DEGLI ALLIEVI:
Poiché il concorso prevedeva l’utilizzo dei dati forniti dal telescopio per un’attività
scolastica, i ragazzi hanno deciso di ispirarsi al “respiro dell’Universo” delle onde
gravitazionali.
Sono stati associati suoni di diverse frequenze alle coordinate delle traiettorie dei
muoni che attraversavano il rilevatore. I segnali elettrici generati nel telescopio al
passaggio di ogni particella sono stati codificati in logica binaria e, utilizzando C++, ai

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simboli sono stati associati dei suoni effettuando una “traduzione” delle coordinate in
“accordi musicali”.
In questo modo, ogni muone rivela la sua "voce" distinta dagli altri con coordinate
diverse, a seconda delle coordinate (X, Y) e del piano interessato.
Così, ciascun muone rivela un una melodia di dieci note, una per ciascun piano del
telescopio, che hanno frequenze più alte vicino alle coordinate (0,0) fino ad arrivare
alle note più basse vicino a (10,10).