Neutrini solari

I primi risultati dell’esperimento Borexino sembrano confermare la correttezza dei modelli che spiegano come viene prodotta l’energia del Sole.

Neutrini solari

Sembrerà assurdo, ma il miglior laboratorio di cui dispongono gli astronomi che stanno studiando la produzione di energia del Sole è immerso nelle viscere della terra. E’ posto nel cuore del Gran Sasso, a più di un chilometro di profondità: è lì che gli astronomi e i fisici del progetto Borexino danno la caccia ai neutrini prodotti dalle reazioni che tengono accesa la nostra stella.

Il team che segue l’esperimento è composto da oltre 100 ricercatori e il cuore del progetto è un enorme contenitore di acciaio – 18 metri di diametro – riempito con 2400 tonnellate di acqua purissima. Come il famoso gioco russo delle bamboline una dentro all’altra, all’inteno di questo contenitore è posta una sfera di acciaio di 13,7 metri di diametro e, dentro questa, un’ulteriore sfera in nylon di 8 metri e mezzo riempita con 1300 tonnellate di un particolare liquido detto scintillatore. Tutt’intorno alla sfera in acciaio è collocata una schiera di rilevatori pronti a catturare la debole luminosità prodotta dai neutrini che attraversano lo scintillatore.

Questa serie di gusci e l’assoluta purezza dei materiali impiegati sono indispensabili per combattere il rumore di fondo – indotto soprattutto dal decadimento radioattivo dei materiali e dai raggi cosmici – e ridurre così al minimo i falsi allarmi nell’individuazione dei neutrini.

Ma perchè i ricercatori vanno a caccia di neutrini? Secondo i modelli correnti, l’energia del Sole viene prodotta nelle sue regioni più interne attraverso reazioni di fusione nucleare. Queste reazioni generano un’incredibile quantità di neutrini che, attraversando senza alcun problema tutto quanto il Sole, si disperdono nello spazio. Il guaio è che questi modelli prevedono la presenza di più neutrini di quanti finora si sia riusciti a osservare. Che fine fanno i neutrini mancanti? Delle due l’una: o i modelli correnti sono sbagliati, oppure sono le nostre conoscenze sui neutrini ad essere lacunose.

Negli ultimi anni ha preso forza l’idea che i neutrini prodotti dal Sole subiscano, nel corso del loro cammino nello spazio, una sorta di trasformazione. Le reazioni nel nucleo solare producono neutrini associati all’elettrone, ma questi possono trasformarsi in uno degli altri due tipi conosciuti, nel neutrino tau oppure nel neutrino associato al muone. Poichè questi due tipi di neutrino sono ancora più elusivi, invocando questa trasformazione si può riuscire a spiegare il perchè non tornino i conti.

L’importanza dell’esperimento Borexino, dunque, è cruciale. Il delicato conteggio dei neutrini, associato con le teorie delle loro trasformazioni, può confermare se le nostre idee sull’energia solare sono corrette. Ebbene, le misurazioni di Borexino – i risultati ufficiali saranno pubblicati su un prossimo numero di Physics Letters B – sembrano proprio indicare che siamo sulla strada giusta. Borexino ha fornito la prima misurazione diretta dei neutrini a bassa energia provenienti dal Sole e questo risultato è perfettamente in linea sia con i modelli di produzione energetica correnti sia con i modelli di oscillazione del neutrino proposti dai fisici.

Caso chiuso, dunque? E’ troppo presto per dirlo, ma la via che stiamo percorrendo sembra promettere bene.

Fonte: Coelum