Optimising methods and models for Galactic cosmic-ray data and their interpretation
Antideuteronen en elektronenvangst in kosmische straling
Kosmische straling bestaat uit hoogenergetische geladen deeltjes die de aarde constant vanuit de ruimte bereiken. Door hun energie en samenstelling te bestuderen is het mogelijk om te leren hoe kosmische straling wordt versneld in extreme astrofysische omgevingen, hoe ze zich door de Melkweg voortplanten en of ze tekenen van nieuwe natuurkunde bevatten.
In haar proefschrift richt Marta Borchiellini zich allereerst op de zoektocht naar antideuteronen, extreem zeldzame antimateriekernen waarvan wordt verwacht dat ze slechts in kleine hoeveelheden worden geproduceerd door bekende astrofysische processen. Hun detectie zou daarom een sterke aanwijzing zijn voor exotische verschijnselen zoals de annihilatie of het verval van donkere materie. Met behulp van 12,5 jaar aan data verzameld door de Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), een precisiedeeltjesdetector aan boord van het internationale ruimtestation ISS, heeft Borchiellini een systematische studie uitgevoerd naar datagedreven machine learning-classificatiesystemen om een achtergrondonderdrukkingsestimator te ontwikkelen die specifiek is afgestemd op de identificatie van antideuteronen.
Vervolgens richt Borchiellini zich op de voortplanting van kosmische straling door de Melkweg, met speciale aandacht voor de rol van elektronenvangst. Dit proces onderzoekt zij opnieuw in het licht van recente zeer nauwkeurige metingen om de impact ervan op kosmische-stralingsfluxen te beoordelen en de betrouwbaarheid van voortplantingsmodellen te verbeteren. Hoewel elektronenvangst niet het gedrag van kosmische straling domineert, blijken de effecten ervan niet te verwaarlozen voor een aantal kosmogene isotopen, met name (^{49})V, (^{51})Cr en (^{57})Co.
Marta Borchiellini voerde haar onderzoek uit bij het Kapteyn Institute for Astronomy. Ze vervolgt haar loopbaan als Borsista Senior bij INFN Bologna.