ברונו רוסי

בּרוּנוֹ בֶּנֶדֶטוֹ רוֹסִי (באיטלקית Bruno Benedetto Rossi;‏ 13 באפריל 1905 – 21 בנובמבר 1993) היה פיזיקאי ניסויי יהודי-איטלקי. תרומותיו העיקריות היו בתחום פיזיקת חלקיקים ובמחקר של קרינה קוסמית. ב-1927, אחרי שסיים את לימודיו באוניברסיטת בולוניה, התחיל להתעניין בקרינה קוסמית ונסע לאריתריאה כדי לערוך שם מחקרים על מנת להוכיח שעוצמת הקרינה הקוסמית מן המערב גדולה באופן משמעותי מזו המגיעה מן המזרח. באוקטובר 1938 נאלץ לעזוב את איטליה בגלל חוקי הגזע האיטלקיים, עבר לדנמרק, שם עבד עם נילס בוהר, ואחרי כן לאנגליה. שם הוא עבד עם פטריק בלאקט באוניברסיטת מנצ'סטר. לבסוף עבר לארצות הברית, שם עבד עם אנריקו פרמי באוניברסיטת שיקגו ואחרי כן באוניברסיטת קורנל. רוסי נשאר בארצות הברית והיה לאזרח אמריקאי. בזמן מלחמת העולם השנייה חקר רוסי מכ"ם במעבדת הקרינה של המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ושיחק תפקיד מרכזי בפרויקט מנהטן כשניהל את הקבוצה במעבדה הלאומית לוס אלמוס. אחרי המלחמה הוא גויס על ידי ג'רולד זכריאס מ-MIT שם המשיך רוסי במחקריו, אותם התחיל לפני המלחמה על קרינה קוסמית. בשנות ה-60 הוא היה חלוץ במחקר אסטרונומית קרינת X. המכשור אותו תכנן עבור הלוויין אקספלורר 10 גילה את המגנטופאוזה והוא היה זה שהתחיל את הניסויים שגילו את סקורפיוס X-1, המקור הראשון מחוץ למערכת השמש של קרני רנטגן. רוסי נולד בעיר ונציה שבאיטליה, הבכור משלושת בניהם של לינה מינרבי ורינו רוסי, מהנדס חשמל שנטל חלק בחשמול של ונציה. רוסי למד בבית עד גיל 14 ואחרי כן בבתי ספר תיכוניים בוונציה. הוא התחיל ללמוד באוניברסיטת פדובה ואחרי כן המשיך ללימודים מתקדמים באוניברסיטת בולוניה שם סיים תואר שני בפיזיקה ב־1927. המנחה של התזה שלו היה קוירינו מיוראנה (Quirino Majorana). ב־1928 התחיל רוסי לעבוד באוניברסיטת פירנצה כעוזרו של אנטוניו גרבאסו שהקים את המכון לפיזיקה באוניברסיטה ב־1920. גרבאסו היה הפודסטה של פירנצה ומונה לתפקיד זה על ידי הממשלה הפאשיסטית של בניטו מוסוליני. עם זאת הוא הביא למכון קבוצה של פיזיקאים מבריקים, ביניהם, אנריקו פרמי ופרנקו ראזטי לפני שעברו לרומא וכן את ג'ילברטו ברנרדיני, אנריקו פרסיקו ויואל רקח. בחיפושו אחר תחום מחקר חלוצי הפנה רוסי את תשומת לבו למחקר על קרניים קוסמיות שהתגלו על ידי ויקטור הס ב־1911 ו-1912. ב־1929 קרא רוסי את מאמרם של ולתר בותה וורנר קולהרסטר שתיארו את תגליתם על קרינה קוסמית טעונה בחלקיקים שחדרה 4.1 סנטימטרים של זהב. דבר זה היה מפתיע משום שהחלקיקים הטעונים הידועים עד אז שחדרו במידה הרבה ביותר היו אלקטרונים מדעיכה רדיואקטיבית שהיו יכולים לחדור פחות ממילימטר של זהב. הגילוי של בותה וקולהרסטר פתח בפני רוסי עולם חדש ולא צפוי, שאף אחד עוד לא התחיל לחקור. ב־1954 קיבל בותה את פרס נובל לפיזיקה על שיטת צירוף המקרים ועל גילוייו הנוספים. עם זאת הביצוע שלו לשיטה היה מסורבל מאוד משום שהוא כלל קורלציה ויזואלית של פולסים מצולמים. בתוך כמה שבועות אחרי שקרא את המאמר המציא רוסי מעגל צירוף מקרים שעשה שימוש בשפופרות ריק. למעגל צירוף המקרים של רוסי יש שני יתרונות מרכזיים: הוא מציע רזולוציה מדויקת מאוד והוא יכול לגלות צירופים בכל מספר של פולסים. תכונות אלו מאפשרות לזהות אירועים מעניינים המייצרים פולסים אקראיים בכמה מונים. המעגל סיפק בסיס למכשור אלקטרוני בפיזיקה של הגרעין ושל החלקיקים. נוסף על כך הוא יישם את מעגל AND שהוא רכיב בסיסי בלוגיקה הדיגיטלית המצויה, היום, בכל מקום באלקטרוניקה המודרנית. בקיץ 1930 הזמין בותה את רוסי לברלין. שם הוא השתתף במחקרים נוספים של חדירת קרינה קוסמית. הוא חקר גם את תיאורו המתמטי של קרל שטרמר (Carl Størmer) על מסלולם של חלקיקים טעונים בשדה המגנטי של כדור הארץ. על בסיס מחקרים אלה הוא הבין שעוצמתה של קרינה קוסמית המגיעה מצד מזרח יכולה להיות שונה מזו המגיעה מצד מערב. בברלין הוא הגיש את המאמר הראשון שטען שהתצפיות של אפקט מזרח-מערב זה יכול, לא רק לאשש את העובדה שקרינה קוסמית אינה אלא חלקיקים טעונים אלא גם לקבוע את האות של מטענם. בסתיו של 1931 ארגנו פרמי ואורסו מריו קורבינו ועידה ברומא על פיזיקה גרעינית. פרמי הזמין את רוסי לתת הרצאת פתיחה על קרינה קוסמית. בהרצאה זו הפריך את טענתו של רוברט מיליקן, שישב באולם בזמן ההרצאה, שקרינה קוסמית מורכבת מפוטונים. זמן קצר אחרי ועידת רומא ביצע רוסי שני ניסויים שהובילו להתקדמות ניכרת בהבנת הקרינה הקוסמית. שניהם כללו שלושה צירופים של פולסים משלושה מוני גייגר. אבל בראשון היו המונים מסודרים בשורה ומופרדים על ידי בלוקים של עופרת בעוד שבשני הם הושמו במבנה משולש כך שחלקיק אחד לא היה יכול לעבור דרך כל השלושה כשהוא נע בקו ישר. התוצאות מהמבנה הראשון הוכיחו את קיומם של חלקיקים של קרינה קוסמית היכולים לחדור מטר של עופרת. במבנה השני שהיה סגור בקופסת עופרת הראו התוצאות שחלק מן הקרינה הקוסמית והעופרת משפיעים זה על זה ויוצרים חלקיקי משנה רבים. בהרחבה של הניסוי השני הוא מדד את שעורם של צירופים משולשים כפונקציה של כמות העופרת מעל המונים. תרשים שעור זה לעומת העובי שנודע כעקומת רוסי הראה עלייה מהירה ככל ששכבת העופרת הוגדלה ובעקבותיה ירידה איטית. ניסויים אלה הראו שקרינה קוסמית בגובה פני הקרקע מורכבים משני רכיבים: רכיב "רך" שיכול לייצר שפע של אירועי חלקיקים מרובים ורכיב "קשה" המסוגל לעבור עובי גדול של עופרת. באותו זמן היה אופיים הפיזי של שניהם בגדר מסתורין משום שהם עדיין לא התאימו עצמם לגוף הידע הגדל והולך על פיזיקה גרעינית ופיזיקה של החלקיקים. ב־1932 זכה רוסי בתחרות למשרה אקדמית באוניברסיטה איטלקית ומונה כפרופסור לפיזיקה ניסויית באוניברסיטת פדובה. זמן קצר אחרי שהגיע ביקש ממנו הרקטור לפקח על עיצוב ובניית המכון לפיזיקה החדש של פדובה. אף על פי שתפקיד זה הסיט אותו ממחקר והוראה הוא מילא אותו ברצון והמכון נפתח ב-1937. למרות הסחות הדעת הצליח רוסי להשלים ב־1933 ניסוי על אפקט מזרח-מערב אותו התחיל מוקדם יותר. משום שאפקט זה בולט יותר ליד קו המשווה הוא ארגן משלחת לאסמרה באריתריאה שהייתה אז מושבה איטלקית לחופי הים האדום בקו הרוחב 15°. בשיתוף עם סרג'יו דה בנדטי (Sergio De Bennedetti) הוא הקים "טלסקופ של קרינה קוסמית" שהורכב משני מוני גייגר שונים בצירוף, שציר מקסימום הרגישות שלהם היה יכול להיות מכוון לכל כיוון. תוך זמן קצר התברר שעוצמת הקרינה הקוסמית מן המערב הייתה גדולה במידה משמעותית מזו שהגיעה מן המזרח. פירושו של דבר זה היה שהיה זרם גדול יותר של חלקיקים ראשוניים חיוביים מאשר של חלקיקים שליליים. באותה תקופה הייתה תוצאה זו מפתיעה משום שרוב החוקרים היו בדעה שגובשה מראש שהחלקיקים הראשוניים יהיו שליליים. בזמן שרוסי עזב את אריתריאה הוא קיבל ידיעות על שתי תצפיות שנצפה בהן אותו אפקט של מזרח-מערב. אלה פורסמו ב-Physical Review. אחד היה מאת תומאס ה. ג'ונסון והשני מאת קומפטון ותלמידו לואיס אלוורז שדיווח על תצפיות במקסיקו סיטי בקו הרוחב 19°. באריתריאה גם גילה רוסי תופעה אחרת שנעשתה נושא מרכזי במחקר על קרינה קוסמית אחרי המלחמה: מקלחות אוויר נרחבות של קרינה קוסמית. התגלית התרחשה בזמן בדיקות שנעשו כדי לקבוע את שיעור הצירופים האקראיים בין מוני הגייגר בגלאי שלו. כדי להבטיח שאפילו חלקיק אחד לא יפעיל את המונים הוא פיזר אותם במישור אופקי. בתצורה זו שכיחות צירופי המקרים הייתה גדולה יותר מאשר זו שחושבה על בסיס השיעורים הבודדים וזמן הפתרון של מעגל צירוף מקרים. רוסי הסיק ש: ... "מדי פעם פוגעת בציוד ההקלטה מקלחת נרחבת של חלקיקים הגורמים לצירופי מקרים בין המונים, אפילו כשהם נמצאים במרחק גדול זה מזה". ב־1937 הכיר רוסי את נורה לומברוזו, ב־1938 נישאו ברונו ונורה ובנו את ביתם בפדובה. אף על פי שהוא נמנע לעסוק בפוליטיקה הרי כמה משותפיו ותלמידיו היו מעורבים במאבק נגד הפשיזם האיטלקי. נוסף על כך רוסי ורעייתו היו יהודים והם דאגו ככל שהאנטישמיות באיטליה צמחה בהשפעת גרמניה הנאצית. בסופו של דבר פוטר רוסי ממשרתו כפרופסור בשל חוקי הגזע האיטלקיים. ובלשונו: "בסופו של דבר, בספטמבר 1938, למדתי שאני כבר לא אזרח של ארצי ושבאיטליה, פעילותי כמורה ומדען הגיעה לקיצה. עם המכשול הזה בדרכו התחיל רוסי בשלב חשוב בקריירה שלו. הוא סיכם את התקופה במאמר: "דעיכת המזוטרונים (1939–1945): פיזיקה ניסויית של חלקיקים בתקופת התום" אותו הציג בסימפוזיון שהתקיים ב-Fermi National Accelerator Laboratory ב־1980. ב-12 באוקטובר 1938 עזבו בני הזוג רוסי לקופנהגן לשם הזמין אותם הפיזיקאי הדני נילס בוהר. לא הייתה לזוג שום כוונה לחזור לאיטליה ובוהר סייע בחיפושו של רוסי אחר משרה בטוחה יותר בכך שארגן ועידה שהשתתפו בה הפיזיקאים המובילים. הוא קיווה שאחד מהם ימצא לרוסי משרה ואכן תוך זמן קצר הוזמן רוסי לבוא לאוניברסיטת מנצ'סטר שם פיתח בלאקט מרכז חשוב למחקר קרינה קוסמית. אחרי חודשיים בדנמרק הגיעו רוסי ונורה למנצ'סטר. שהותו של רוסי במנצ'סטר הייתה קצרה אבל פרודוקטיבית. באותו זמן הושגה הבנה של המרכיב הרך. ב-1934 פרסמו הנס בתה וולטר הייטלר תיאור כמותי לא רק של ייצור זוגות של אלקטרון-פוזיטרון על ידי פוטונים אנרגטיים, כי אם גם על ייצור פוטונים על ידי אלקטרונים אנרגטיים ופוזיטרונים. במנצ'סטר שיתף רוסי פעולה עם לודוויג יאנוסי (Ludwig Jánossy) בניסוי שהוכיח את נכונות התאוריה של בתה-הייטלר על התהליך השני שעדיין לא אושש במלואו. באותה תקופה הבהירו את אופיו של הרכיב הקשה. ב-1936 גילו אנדרסון ותלמידו חלקיקים של קרינה קוסמית שהמסה שלהם היית בין זו של האלקטרון ובין הפוזיטרון ולהם קרא אנדרסון בשם מזוטרונים. אלה נודעו, בסופו של דבר כ - μ meson שם שקוצר למיואון. כשצל המלחמה מרחף מעל אירופה המליצו בלאקט ואחרים לרוסי לעזוב את בריטניה. רוסי כתב לקומפטון שהזמין אותו להשתתף בסימפוזיון בקיץ בשיקגו ורמז שייתכן ותימצא לו משרה בארצות הברית. ביוני 1939 הפליג הזוג רוסי לניו יורק והם התקבלו על ידי פרמי ורעייתו לאורה שעזבו, גם כן, את איטליה בשל חוקי הגזע. בני הזוג רוסי נסעו לשיקגו לשם הם הוזמנו על ידי בתה. אחרי כנס שנערך על אי יציבות של מזוטרון הגיעו להסכמה שיש צורך בעוד תצפיות. רוסי וקומפטון התחילו לתכנן את הניסוי. משום שהעוצמה של הרכיב הקשה עולה עם הגובה, בזמן שצפיפות האוויר יורדת, הציע קומפטון שהמחקר יתקיים בהר אוונס בקולורדו שם הוא עבד בשנות ה-30 וניתן לעבוד שם בגובה של 4,310 מטר. רוסי ועוזריו מיהרו לאסוף ציוד, לפני שהשלג יחסום את הדרכים. באותו זמן כבר היה ידוע שהתהליך העיקרי שבו מזוטרונים מאבדים אנרגיה הוא ביוניזציה שמתוארת על ידי הנוסחה של בתה והיא יחסית למסה לכל יחידת שטח של שכבת החומר שאותו חוצים. אם זה היה התהליך היחיד הרי עוצמת הרכיב הקשה העובר דרך שכבה של חומר מוצק הייתה יורדת באותה מידה כמו בשכבה מקבילה של אוויר. רוסי והשותפים שלו מצאו שהירידה הייתה גדולה באופן משמעותי באטמוספירה מאשר בשכבה מקבילה של פחמן מוצק. משום שהמרחק שעוברים באוויר הוא גדול בהרבה מאשר בפחמן הם פירשו את התוצאה הזאת כהוכחה להתפרקות של המזוטרון וכשלקחו בחשבון את האפקט של התארכות הזמן היחסית הם העריכו את ממוצע חייו בשתי מיקרו-שניות. משרתו של רוסי בשיקגו לא הייתה קבועה וקומפטון לא הצליח להבטיח לו קביעות. עקב כך הוא החל בחיפוש אחר משרה קבועה. במסגרת החיפוש הוא הרצה באוניברסיטת קורנל בתחום הפיזיקה. בעקבות המלצתו של בתה הוא קיבל את המשרה. בקורנל פגש את תלמיד המחקר האמריקאי הראשון שלו קנת גרייזן (Kenneth Greisen). הוא כתב איתו מאמר בשם תאוריה של קרינה קוסמית שהתפרסם ב-Reviews of Modern Physics שהתפרסם בקרב חוקרי קרינה קוסמית כ"תנ"ך". בקיץ 1941 הצטרפו גרייזן ופיזיקאים מדנבר ובולדר לרוסי בהר אוונס שם הם הרחיבו את הידע על היחס בין מומנטום של מזוטרון ומשך החיים שלו לפני דעיכתו. גרייזן ורוסי גם ביצעו ניסויים שהוכיחו שלא כל החלקיקים ברכיב הרך יכולים להיווצר על ידי מזוטרונים של הרכיב הקשה. הם פירשו זאת כהוכחה לקיומם של אלקטרונים ראשוניים או פוטונים, אבל מאוחר יותר התברר שעודף ברכיב הרך מקורו בדעיכה של פאיונים נייטרליים. בזיכרונותיו על מה שהוא כינה עידן התמימות כתב רוסי: "איך ייתכן שתוצאות המתייחסות לבעיות יסודיות של פיזיקת החלקיקים האלמנטריים היו יכולת להיות מושגות על ידי ניסויים פשוטים בצורה כמעט ילדותית שעלו כמה אלפי דולרים בודדים ודרשו רק עזרה של שני סטודנטים לתואר שני"? עם השלמת עבודתו על מזוטרונים הפנה רוסי את תשומת לבו למאמץ המלחמתי. ב-1942 הוא התמנה כיועץ לפיתוח מכ"ם במעבדת הקרינה של המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס. כאן, הוא המציא, יחד עם גרייזן, מעגל מעקב טווחים (range tracking circuit) שנרשם עליו פטנט אחרי המלחמה. בתחילת יולי 1943 הזמין בתה את רוסי להצטרף לפרויקט מנהטן. בתוך חודש הוא התייצב במעבדה הלאומית לוס אלמוס. מנהל המעבדה, רוברט אופנהיימר ביקש מרוסי להרכיב קבוצה שתפתח מכשירי אבחון הנחוצים ליצור פצצה אטומית. רוסי הבין, תוך זמן קצר, שיש כבר קבוצה בעלת מטרה דומה שמנוהלת על ידי הפיזיקאי השווייצרי הנס שטאוב. השניים החליטו לאחד את מאמציהם ל"קבוצת גלאי" אחת. הם נעזרו על יד כעשרים חוקרים צעירים. לשם פיתוח הפצצה היה צורך בגלאים גדולים של קרינה מיננת. מתחילת המחקר על רדיואקטיביות נמדדה הקרינה במונחים של יינון אבל חדרי היינון הקיימים היו בעלי תגובה איטית. כדי לפתור בעיה זו עשו רוסי ושטאוב ניתוח זהיר של הפולסים הנוצרים כאשר חלקיקים טעונים יוצרים יינון בתוך חדר יינון. הם הבינו שניעות (mobility) גבוהה של אלקטרונים חופשיים המוסרים מאטומים מיוננים פירושו של דבר שהפולסים המיוצרים על ידי חלקיקים יחידים יכולים להיות מאוד קצרים. יחד עם ג'יימס ס. אלן מצא רוסי תרכובות של גז בעלות ניעות גבוהה של אלקטרונים ולכידת אלקטרונים נמוכה. על בסיס בדיקות אלה המציאו אלן ורוסי את "חדר היינון המהיר" עליו הם רשמו פטנט אחרי המלחמה. היה זה גורם מכריע בהצלחת פרויקט מנהטן ונעשה בו שימוש נרחב אחרי המלחמה במחקר של פיזיקת החלקיקים. עם הצלחת פרויקט מנהטן ומעבדת הקרינה עבר MIT לתחום חדש של Big science שמומן על ידי הממשלה האמריקאית. את ההתרחבות של MIT בתחום של פיזיקה גרעינית הנהיג ג'רולד זכריאס שהגיע ללוס אלמוס בסוף המלחמה. הוא הזמין את ויקטור וייסקופף ורוסי להיות פרופסורים ב-MIT. רוסי עזב את לוס אלמוס ב-6 בפברואר 1946. תפקידו של רוסי במעבדה החדשה לפיזיקה גרעינית שנוהלה על ידי זכריאס היה לבנות קבוצת מחקר של קרינה קוסמית ב-MIT. לצורך זה הוא גייס ארבעה מדענים צעירים שהיו בלוס אלמוס כתחמידי דוקטורט: הרברט, ברידג', מתיו סנדס, רוברט תומפסון ורוברט ויליאמס. שניים נוספים שעבדו איתו במעבדת הקרינה באו גם כן: ג'ון טינלוט ורוברט הולסייזר. כל השישה היו מנוסים יותר מתלמיד דוקטורט רגיל משום שהיה להם ניסיון בן כמה שנים במחקר בזמן המלחמה. עם גילוי הפאיון ב-1947 נעשה החיפוש אחרי חלקיקים יסודיים נושא מחקר פופולרי. כשהפעיל חדרי יינון מהיר הוכיח הרברט שפרצי היינון שהם תיעדו נוצרו בעיקר על ידי קרינה קוסמית בעלת אנרגיה נמוכה יחסית שהאינטראקציות הגרעיניות שלה כוללות בדרך כלל פליטה של שחרור חלקיקים רבים בגרעין. על בסיס תוצא זה הדגימו הוא ורוסי שההתנהגות של אינטראקציות אלה דומה לזו של מקלחות חלקיקים. קבוצתו של רוסי התרכזה בשימוש בתאי ערפל כדי לחקור את תכונותיהם ואת האינטראקציות שלהם. ב-1948 הראו רוסי, גרגורי וטינלוט שמקור המרכיב האלקטרומגנטי באינטראקציות של הקרינה הקוסמית הייתה, בעיקרה, פוטונים אנרגטיים ולא אלקטרונים. תוצאה זו איששה את הצעתו של אופנהיימר מ-1947 שפאיונים נייטרליים נוצרים באינטראקציות, יחד עם פאיונים טעונים ושרכיב זה מקורו בדעיכה המהירה שלהם לפוטונים. כדי לחקור את החלקיקים היסודיים החדשים הפעילו ברידג' ומרטין אניס (Martin Annis) חדר ערפל גדול ומרובה לוחות באקו לייק (Echo Lake). מחקר זה סיפק את הבסיס לתזה לדוקטורט של אניס בהנחייתו של רוסי. בשנה שלאחר מכן הראו מחברים אלה יחד עם עוד סטודנט של רוסי, סטניסלב אולברט, איך להשיג מידע על אנרגיות של חלקיקים ממדידה של הפיזור שלהם. דבר זה הוסיף עוד דרך להשתמש בחדרי ערפל כדי למדוד את תכונותיהם של חלקיקים יסודיים. בתחילת 1953 פרסם רוסי יחד עם ברידג', ריצ'רד סאפורד וצ'ארלס פיירו (Charles Peyrou) תוצאות של מחקר מקיף בחדרי ערפל על חלקיקים יסודיים שהתפרסמו בשם קאונים. ב־1952 דווח על "גן חיות" מבלבל של חלקיקים יסודיים בעלי מסות שונות, סכמות של דעיכה, מינוחים ומהימנות של זיהוי. כדי להתמודד עם המצב ארגנו בלאקט ולפראנס-ראנגה (Leprince-Ringuet) כנס בינלאומי על קרינה קוסמית בבאנייר-דה-ביגור (Bagnères-de-Bigorre) ב-1953. ג'יימס קרונין סבר שכנס זה היה חשוב כמו שני הכנסים המפורסמים – כנס סולווה מ-1927 וכנס שלטר איילנד (Shelter Island) מ-1948. לפראנס-ראנגה ביקש מרוסי שיסכם את המידע החדש שהוצג בכנס ושיציע מינוחים לחלקיקים החדשים. בתגובה לבקשה הפיץ רוסי הצעה שחלקיקים בעלי מסה קטנה מנייטרון יצוינו על ידי אות יוונית קטנה ואלה שמסתם גדולה מנייטרון יצוינו באות יוונית גדולה. בהרצאתו ב-11 ביולי 1953 הוא דיווח לכנס שהתוצאות, אליהן הגיע יחד עם פאואל ופרטר, היו עקביות עם הסכמה הזאת ובה השתמשו, בדרך כלל, אחרי כן. נקודת שיא הייתה הכרזתו של לפראנס-ראנגה בהרצאת הסיום שלו ש"בעתיד אנחנו חייבים להשתמש במאיצי חלקיקים". הכרזה זו שיקפה קונצנזוס בקרב המשתתפים בכנס. כתוצאה מכך החלה הקבוצה של רוסי להפחית את הניסויים בחדרי ערפל. בזמן כנס באנייר-דה-ביגור הפנה, כבר, רוסי את תשומת לבו להשלכות של תופעות של קרינה קוסמית, במיוחד מקלחות אוויר נרחבות. אחרי שרוסי למד, באריתריאה, שתופעות כאלה קיימות הם נחקרו בצורה מקיפה ע ידי פייר אוז'ה, (Pierre Auger) וויליאמס. באותה תקופה התפתח במהירות השימוש במונה נצנץ שהציע דרך חדשה לחקור את המבנה של מקלחות אוויר. לצורך המחקר גייס רוסי את תלמידו ג'ורג' קלרק, שסיים את לימודי הדוקטורט ב-1952 ואת פיירו באסי שבא לבקר מאוניברסיטת פדובה. משום שלא היה ניתן להשיג חומר מנצנץ מוצק הם החליטו להשתמש בטרפניל (terphenyl) שהומס בבנזין שהוא נצנץ נוזלי יעיל. בעזרת שלושה מונים שהוצבו על הגג של בנין פיזיקה ב-MIT בחורף 1952/3 הם מצאו שמקלחת חלקיקים שהגיעה למרחק של מטר או שניים מדיסק שנעה במהירות הקרובה למהירות האור בכיוון של ציר המקלחת. תוצאה זו הוכיחה שמוני נצנץ יכולים להעריך את מספר החלקיקים הפוגעים בכל גלאי. הקבוצה של רוסי התחילה בניסוי גדול היה יכול למדוד גם אנרגיות ראשוניות וכיווני הגעה של מקלחות אוויר נרחבות. הם פיזרו חמישה עשר נצנצים נוזליים כל אחד בשטח של מטר מרובע בשטחי היער של מצפה אוק רידג'. זמן קצר אחרי תחילת הניסוי ברק הצית את החומר הדליק באחד מן המונים. הפסיקו את הניסוי. כדי למנוע שרפה בעתיד הקימו המדענים "בית חרושת" לייצור נצנצים מפלסטיק בלתי דליק. אחרי המעבר לפלסטיק בסוף אביב של 1956 התקיים הניסוי בלי הפרעות והממצאים פורסמו ב - Nature וב - Physical Review. הממצאים החשובים ביותר סוכמו על ידי רוסי כ: מדידה מדויקת של צפיפות החלקיקים במקלחת כפונקציה של מרחק ממרכז המקלחת. מדידה של ספקטרום האנרגיה של החלקיקים היסודיים האחראים למקלחת מ-1015 אלקטרון וולט עד 1018 אלקטרון וולט. הוכחה שחלקיקים אלה מגיעים במספר שווה מכל הכיוונים. ההבחנה בחלקיק בעל אנרגיה הקרובה ל-1019 אלקטרון וולט. בתגובה לשיגור ספוטניק 1 על ידי ברית המועצות ב־4 באוקטובר 1957 הקימה הממשלה האמריקאית את נאס"א ואת DARPA - סוכנות לפרויקטי מחקר מתקדמים. ב־4 ביוני 1958 נפגש דטלב ברונק – יושב הראש של האקדמיה הלאומית למדעים עם כמה מנהלי הסוכנויות האלה כדי ליצור גוף מייעץ חדש – המועצה למדעי החלל – כדי לייעץ לגבי הרחבת מחקר החלל וכדי להבטיח שמימון המחקר הבסיסי יודגש כראוי. רוסי הקים במועצה תת-ועדה שבה היו חברים תומאס גולד, פיליפ מוריסון והמיקרוביולוג סלבדור לוריא. עקב כך החליט רוסי להפנות את מאמצי הקבוצה שלו לכיוון מחקרי זה. יחד עם הרברט ברידג' עיצב רוסי ובדק מכשיר לבדיקת פלזמה שהיה מבוסס על גביע פאראדיי. כדי לחזק את תגובת המכשיר לפרוטונים המוטענים חיובית וכדי לדכא את התגובה שלו לפוטו אלקטרונים הנוצרים על ידי אור השמש פוזרו ארבע סבכות בתוך הגביע. המצאה חשובה ביותר הייתה ויסות הוולטז' שסופק לאחת הסבכות שהמירה את האות לזרם חילופין פרופורציונלי לשטף הפרוטוני ולא מזוהם על ידי פוטו אלקטרונים. בטיסה לחלל של אקספלורר 10 הוצב מכשיר של רוסי. במהלך 52 השעות בהן פעל המכשיר, לפני שנגמרה לו הסוללה, מצא הצוות של רוסי מעבר בין שני אזרים מובחנים סביב הארץ. ליד כדור הארץ היו שדות מגנטיים חזקים ומסודרים למדי אבל לא הייתה שום אינדיקציה לפרוטונים בין כוכביים. במרחק השווה ל-22 פעמים רדיוס כדור הארץ נכנסה החללית לאזור שבו היו השדות המגנטיים חלשים יותר ופחות סדירים ושם נצפה שטף פרוטונים שהגיע מהאזור הכללי של השמש. במהלך הטיסה הזאת היו כמה מקרים בהם השטף נבלם ואז חזר שוב. דבר זה הצביע על כך שהחללית טסה קרוב לגבול בין שני האזורים ושהגבול נע באופן לא סדיר. בסופו של דבר הגבול הזה נעשה ידוע כמגנטופאוזה. כיועץ לחברה האמריקאית למדע והנדסה יזם רוסי את הניסויים בטילים בהם גילו את המקור הראשון מחוץ למערכת השמש של קרני רנטגן. רוסי מונה לפרופסור ב-MIT ב־1966. רוסי פרש מ-MIT ב־1970. מ־1974 עד 1980 הוא לימד באוניברסיטת פלרמו. אחרי שפרש כתב כמה מונוגרפיות וב־1990 אוטוביוגרפיה = Moments in the Life of a Scientist (רגעים בחייו של מדען) שפורסמה ב - Cambridge University Press. הוא נפטר מדום לב בביתו בקממברידג' ב-21 בנובמבר 1993. גופתו נשרפה והאפר נמצא בבית הקברות של כנסיית סן מיניאטו אל מונטה (San Miniato al Monte) שמשקיפה על פירנצה וגבעת ארצ'טרי. (Arcetri) פרס וולף לפיזיקה על תפקידו בפיתוח אסטרונומיה של קרני רנטגן (1987) המדליה הלאומית למדעים (1985) פרס ראמפורד שניתן על ידי האקדמיה האמריקאית לאמנויות ולמדעים על "גילויים הקשורים בטבע ומקורות הקרינה הקוסמית" (1976) מדליית אליוט קרסון (1974) מדליית זהב של החברה האיטלקית לפיזיקה (1974) תוארי דוקטור לשם כבוד מאוניברסיטאות פלרמו, דרהאם ושיקגו טלסקופ חלל RXTE. לוויין של נאס"א בו יש מצפה לקרני רנטגן שנשלח ב-1995 ופעל עד לשנת 2012. פרס ברונו רוסי של המחלקה לאסטרופיזיקה של אנרגיה גבוהה באגודה האסטרונומית האמריקאית (American Astronomical Society) יש קתדרה הנקראת על שם ברונו רוסי ב-MIT. מדיה וקבצים בנושא ברונו רוסי בוויקישיתוף ברונו רוסי, באתר פרויקט הגנאלוגיה במתמטיקה Cosmic Ray Observations in Eritrea: Research Notes of Bruno Rossi, 1933 ברונו רוסי (1905-1993), דף שער בספרייה הלאומית Clark, George W. (1998). "Bruno Benedetto Rossi". Biographical Memoirs (PDF). Vol. 75. Washington: National Academies Press. pp. 310–341. ISBN 978-0-309-06295-4. נבדק ב-13 בנובמבר 2012. {{cite book}}: (עזרה) "Bruno Benedetto Rossi: Ph.D., Bologna, 1927" (PDF). Chemistry?Physics Library. University of Notre Dame#Libraries/Hesburg Libraries; University of Notre Dame. 23 במרץ 2009. נבדק ב-9 בנובמבר 2012. {{cite web}}: (עזרה) "Bruno Benedetto Rossi" (PDF). University of Notre Dame. נבדק ב-8 ביולי 2013. {{cite web}}: (עזרה) Reeves, Barbara J. (2008). "Garbasso, Antonio Giorgio". Complete Dictionary of Scientific Biography 2008. New York: Charles Scribner's Sons. 0684315599. נבדק ב-13 בנובמבר 2012. {{cite encyclopedia}}: (עזרה) Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. pp. 4–5. ISBN 978-0521364393. Bothe, Walther; Walter Kolhörster (1929). "Das Wesen der Höhenstrahlung". Zeitschrift für Physik. 56 (1–12): 751–777. doi:10.1007/BF01340137. נבדק ב-11 בנובמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. pp. 9–13. ISBN 978-0521364393. Chapman, Sydney (1958). "Fredrik Carl Mulertz Stormer. 1874-1957" (PDF). Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. 4: 257–279. doi:10.1098/rsbm.1958.0021. נבדק ב-14 בנובמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno (3 ביולי 1930). "On the Magnetic Deflection of Cosmic Rays". Physical Review. 36 (3): 606–606. doi:10.1103/PhysRev.36.606. נבדק ב-9 בדצמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno (1932). "Absorptionmessungen der durchdringenden korpuskularstrahlung in einem meter blei". Naturwissenschaften. 20 (4): 65. doi:10.1007/BF01503771. נבדק ב-17 בנובמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה)(הקישור אינו פעיל) Rossi, Bruno (1 במרץ 1933). "Uber die eigengschaften der durchdringenden korpuskularstrahlung in Meeresniveau". Zeitschrift für Physik. 82 (3–4): 151–178. doi:10.1007/BF01341486. נבדק ב-16 בנובמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. pp. 19–21. ISBN 978-0521364393. "History of the Institute of Physics". Department of Physics "Galileo Galilei". University of Padova. נבדק ב-17 בדצמבר 2012. {{cite web}}: (עזרה) Rossi, Bruno (באפריל 2005). "Cosmic Ray Observations in Eritrea". Research notes of Bruno Rossi, 1933. MIT Institute Archives & Special Collections. אורכב מ-המקור ב-2013-10-09. נבדק ב-17 בדצמבר 2012. {{cite web}}: (עזרה) Johnson, Thomas H. (11 באפריל 1933). "The azimuthal asymmetry of the cosmic radiation". Physical Review. 343: 834–835. נבדק ב-18 בדצמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה) Alvarez, Luis; Arthur H. Compton (22 באפריל 1933). "A positively charged component of cosmic rays". Physical Review. 343: 835–836. נבדק ב-18 בדצמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. pp. 38–39. ISBN 978-0521364393. Bonolis, Luisa (במרץ 2011). "Bruno Rossi and the Racial Laws of Fascist Italy" (PDF). Physics in Perspective. 13 (1): 58–90. doi:10.1007/s00016-010-0035-4. נבדק ב-22 בינואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה)(הקישור אינו פעיל) Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. pp. 39–40. ISBN 978-0521364393. Rossi, Bruno (1980), "The Decay of "Mesotrons" (1939-1943): Experimental Particle Physics in the Age of Innocence" (PDF), in Brown, Laurie M. (ed.), International Symposium on the History of Particle Physics, Fermilab, 1980, Cambridge: Cambridge University Press, pp. 183–205, נבדק ב-11 בינואר 2013, In The Birth of particle physics. ISBN 0521240050 {{citation}}: (עזרה) Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. pp. 40–41. ISBN 978-0521364393. Bethe, H.; W. Heitler (27 בפברואר 1934). "On the Stopping of Fast Particles and on the Creation of Positive Electrons" (PDF). Proceedings of the Royal Society A]. 146: 83–112. doi:10.1098/rspa.1934.0140. נבדק ב-26 בדצמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה) Bhaba, H. J.; W. Heitler (11 בדצמבר 1936). "The Passage of Fast Electrons and the Theory of Cosmic Showers" (PDF). Proceedings of the Royal Society A. 159: 432–458. doi:10.1098/rspa.1937.0082. נבדק ב-27 בדצמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה) Jánossy, L.; B. Rossi (17 בנובמבר 1939). "On the photon component of cosmic radiation and its absorption coefficient" (PDF). Proceedings of the Royal Society A. 175: 88–100. doi:10.1098/rspa.1940.0045. נבדק ב-26 בדצמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה) Neddermeyer, Seth H.; Carl D. Anderson (30 במרץ 1937). "Note on the Nature of Cosmic-Ray Particles". Physical Review. 51 (10): 884–886. doi:10.1103/PhysRev.51.884. נבדק ב-27 בדצמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno; Norman Hilberry; J. Barton Hoag (10 בינואר 1940). "The Variation of the Hard Component of Cosmic Rays with Height and the Disintegration of Mesotrons". Physical Review. 57 (6): 461–469. Bibcode:1940PhRv...57..461R. doi:10.1103/PhysRev.57.461. נבדק ב-4 בינואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno; Kenneth Greisen (באוקטובר 1941). "Cosmic-Ray Theory". Reviews of Modern Physics. 13 (4): 240–309. doi:10.1103/RevModPhys.13.240. נבדק ב-13 בינואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Bonolis, Luisa (בנובמבר 2011). "Walther Bothe and Bruno Rossi: The birth and development of coincidence methods in cosmic-ray physics". American Journal of Physics. 79 (11): 1133–1182. arXiv:1106.1365. doi:10.1119/1.3619808. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno; Kenneth Greisen; Joyce C. Stearns; Darol K. Froman; Phillipp G. Koontz (23 במרץ 1942). "Further Measurements of the Mesotron Lifetime". Physical Review Letters. 61 (11–12): 675–679. doi:10.1103/PhysRev.61.675. נבדק ב-15 בינואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno; Kenneth Greisen (1 בדצמבר 1941). "Origin of the Soft Component of Cosmic Rays". Physical Review Letters. 61 (3–4): 121–128. doi:10.1103/PhysRev.61.121. נבדק ב-13 בינואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno; Kenneth I. Greisen (1 פבר' 1946). "Range Tracking Circuit". Patent number: 2903691. US Patent and Trademark Office. נבדק ב-17 בינואר 2013. {{cite web}}: (עזרה) Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. pp. 67–68. ISBN 978-0521364393. Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. pp. 76–78. ISBN 978-0521364393. Rossi, Bruno; Hans Staub (28 באוקטובר 1946). "Ionization Chambers and Counters" (PDF). Manhattan Project Technical Series LA-1003. Los Alamos National Laboratory. נבדק ב-18 בינואר 2013. {{cite web}}: (עזרה) "The History of the MIT Department of Physics". Big Physics at MIT : 1946-1970. Massachusetts Institute of Technology. נבדק ב-2 בפברואר 2013. {{cite web}}: (עזרה) Goldstein, Jack S. (1992). A Different Sort of Time: the Life of Jerrold R. Zacharias, Scientist, Engineer, Educator. Cambridge, Massachusetts: MIT Press. pp. 66–70. ISBN 026207138X. OCLC 24628294. Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. p. 99. ISBN 978-0521364393. Lattes, C. M. G.; H. Muirhead; G. P. S. Occhialini; C. F. Powell (24 במאי 1947). "Processes Involving Charged Mesons" (PDF). Nature. 159: 694–697. doi:10.1038/159694a0. נבדק ב-27 בדצמבר 2012. {{cite journal}}: (עזרה)(הקישור אינו פעיל) "Dr. Herbert S. Bridge Dies at 76". MIT news. Massachusetts Institute of Technology. 1 בספטמבר 1995. נבדק ב-17 בפברואר 2013. {{cite news}}: (עזרה) Bridge, Herbert S.; Bruno Rossi (13 בפברואר 1947). "Cosmic-Ray Bursts in an Unshielded Chamber and Under One Inch of Lead at Different Altitudes". Physical Review. 71 (6): 379–380. doi:10.1103/PhysRev.71.379.2. נבדק ב-17 בפברואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Gregory, B. P.; B. Rossi; J. H. Tinlot* (2 בדצמבר 1948). "Production of Gamma-Rays in Nuclear Interactions of Cosmic Rays". Physical Review. 77 (2): 299–300. doi:10.1103/PhysRev.77.299.2. נבדק ב-19 בפברואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. p. 116. ISBN 978-0521364393. Bridge, h. S.; M. Annis (12 במרץ 1951). "A Cloud-Chamber Study of the New Unstable Particles". Physical Review. 82 (3): 445–446. doi:10.1103/PhysRev.82.445.2. נבדק ב-19 בפברואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Benjamin, Stan (25 באפריל 1950). "WSSF Provides Education for Five European Dp's" (PDF). The Tech. MIT. p. 2. נבדק ב-20 בפברואר 2013. {{cite news}}: (עזרה) Annis, M.; H. S. Bridge; S. Olbert (10 בדצמבר 1952). "Application of the Multiple Scattering Theory to Cloud-Chamber Measurements. II". Physical Review. 89 (6): 1216–1227. doi:10.1103/PhysRev.89.1216. נבדק ב-20 בפברואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Bridge, H. S.; C. Peyrou*; B. Rossi; R. Safford (26 בפברואר 1953). "Cloud-Chamber Observations of the Heavy Charged Unstable Particles in Cosmic Rays". Physical Review. 90 (5): 921–933. doi:10.1103/PhysRev.90.921. נבדק ב-19 בפברואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Ravel, Oliver (ביוני 26–28, 2012), "Early Cosmic Ray Research in France", in Ormes, Jonathan F. (ed.), Cenrenary Symposium 2012: Discovery of Cosmic Rays, Denver, Colorado: American Institute of Physics, pp. 67–71, נבדק ב-21 במרץ 2013 {{citation}}: (עזרה)(הקישור אינו פעיל) Cronin, James W. (22 בנובמבר 2011). "The 1953 Cosmic Ray Conference at Bagneres de Bigorre" (PDF). European Physical Journal H. 36 (2): 183–201. arXiv:1111.5338. doi:10.1140/epjh/e2011-20014-4. נבדק ב-24 בפברואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Auger, P.; P. Ehrenfest; R. Maze; J. Daudin; Robley A. Fréon (1939). "Extensive Cosmic-Ray Showers". Rviews of Modern Physics. 11 (3–4): 288–291. doi:10.1103/RevModPhys.11.288. נבדק ב-10 במרץ 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Williams, Robert W. (24 באוגוסט 1948). "The Structure of the Large Cosmic-Ray Air Sho". Physical Review. 74 (11): 1689–1706. doi:10.1103/PhysRev.74.1689. נבדק ב-10 בפברואר 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Bassi, P.; G. Clark; B. Rossi (13 ביולי 1953). "Distribution of Arrival Times of Air Shower Particles". Physical Review. 92 (2): 441–451. doi:10.1103/PhysRev.92.441. נבדק ב-10 במרץ 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Clark, G. W.; J. Earl; W. L. Kraushaar; J. Linsley; B. B. Rossi; F. Scherb; D. W. Scott (13 בדצמבר 1960). "Cosmic Ray Air Showers at Sea-Level". Physical Review. 122 (2): 637–654. doi:10.1103/PhysRev.122.637. נבדק ב-21 במרץ 2013. {{cite journal}}: (עזרה) Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. p. 124. ISBN 978-0521364393. Naugle, John E. (6 באוגוסט 2004). "First Among Equals : The Space Science Board". NASA Office of Management Scientific and Technical Information Program. נבדק ב-24 באפריל 2013. {{cite web}}: (עזרה) Bonetti, A.; H. S. Bridge; A. J. Lazarus; B. Rossi; F. Scherb (1 ביולי 1963). "Explorer 10 plasma measurements". Journal of Geophysical Research. 68 (13): 3745–4155. doi:10.1029/JZ068i013p04017. נבדק ב-28 באפריל 2013. {{cite journal}}: (עזרה) "The Magnetopause". NASA. נבדק ב-11 ביולי 2013. {{cite web}}: (עזרה) Newell, Homer. "The Magnetosphere". Beyond the Atmosphere: Early Years of Space Science. NASA History Office. נבדק ב-28 באפריל 2013. {{cite web}}: (עזרה) Rossi, Bruno Benedetto (1990). Moments in the Life of a Scientist. Cambridge University Press. pp. 151–153. ISBN 978-0521364393. Clark, George W. "Bruno Benedetto Rossi April 13, 1905 — November 21, 1993". National Academy Press. נבדק ב-7 ביולי 2013. {{cite web}}: (עזרה)