Scritto: Giovedì, 28 Agosto 2014 05:56 Ultima modifica: Sabato, 27 Dicembre 2014 21:11

La potenza del Sole: rilevata la componente principale dei neutrini all'interno della nostra stella


Gli scienziati hanno rilevato, per la prima volta (*), i neutrini forgiati nel cuore del Sole, offrendo uno sguardo inedito sui processi di fusione nucleare che avvengono nel nucleo della nostra stella.

L'esperimento, che ha coinvolto un team internazionale di 100 ricercatori, è a cura dell'INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) ed è avvenuto in Italia nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, utilizzando uno dei rivelatori di neutrini più sensibili del pianeta, Borexino.

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Borexino

Credit: Borexino Collaboration

Gli scienziati hanno rilevato, per la prima volta (*), i neutrini forgiati nel cuore del Sole, offrendo uno sguardo inedito sui processi di fusione nucleare che avvengono nel nucleo della nostra stella.

L'esperimento, che ha coinvolto un team internazionale di 100 ricercatori, è a cura dell'INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) ed è avvenuto in Italia nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, utilizzando uno dei rivelatori di neutrini più sensibili del pianeta, Borexino.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature questa settimana.

Neutrinos from the primary proton–proton fusion process in the Sun [abstract]

In the core of the Sun, energy is released through sequences of nuclear reactions that convert hydrogen into helium. The primary reaction is thought to be the fusion of two protons with the emission of a low-energy neutrino. These so-called pp neutrinos constitute nearly the entirety of the solar neutrino flux, vastly outnumbering those emitted in the reactions that follow. Although solar neutrinos from secondary processes have been observed, proving the nuclear origin of the Sun’s energy and contributing to the discovery of neutrino oscillations, those from proton–proton fusion have hitherto eluded direct detection. Here we report spectral observations of pp neutrinos, demonstrating that about 99 per cent of the power of the Sun, 3.84 × 1033 ergs per second, is generated by the proton–proton fusion process.

All'interno del Sole, l'energia viene prodotta, per la maggior parte, dalla conversione dell'idrogeno in elio. 

I neutrini pp sono il prodotto del primo processo di questa fusione dominante, che inizia quando si fondono due protoni all'interno del nucleo, formando un deutone (un nucleo di deuterio formato da un protone e un neutrone), un positrone (l'antiparticella dell'elettrone) e liberando un neutrino, chiamato appunto neutrino pp.

Insieme alla luce, il Sole invia flussi di neutrini dal suo nucleo nello spazio, bombardando un centimetro quadrato di Terra con circa 420 miliardi di particelle al secondo. La componente più numerosa sono i neutrini pp i quali, però, a causa della loro bassa energia (energia massima 420 keV), sono molto difficili da rilevare.

La luce del Sole che vediamo nella nostra vita quotidiana ci raggiunge in otto minuti ma ci vogliono 100.000 anni affinché l'energia irradiata dal centro della nostra stella arrivi in superficie e venga emessa come luce. I fotoni quindi, sono portatori delle informazioni delle reazioni nucleari che sono avvenute all'interno del Sole decine di migliaia di anni fa.
Al contrario, invece, i neutrini, prodotti dalle reazioni nucleari, interagiscono pochissimo con la materia che li circonda, impiegando pochi secondi ad uscire dal cuore della stella e circa 8 minuti ad arrivare fino a noi, mantenendo intatte le informazioni sui processi che li hanno generati.

Così, confrontando l'energia del Sole emessa come luce, con l'energia del nucleo, sono state ottenute informazioni circa l'equilibrio termodinamico della nostra stella su decine di migliaia di anni.

Borexino, quindi, riuscito a misurare l'energia solare in tempo reale, trovando una perfetta corrispondenza tra l'energia rilasciata oggi al centro del Sole e quella prodotta centomila anni fa.

Borexino - infografica

Credit: INFN

(*) Mi hanno fatto notare che "per la prima volta" non è un'affermazione corretta in quanto esperimenti come GALLEX (Gallium Experiment) o GNO (Gallium Neutrino Observatory) al Gran Sasso, o SAGE (RuSsian American Gallium Experiment) a Baksan (Russia), avevano già misurato il flusso dei neutrini dal ciclo pp, anche se solo in parte. Borexino è riuscito a scendere in dettaglio dedicandosi espressamente ai neutrini a bassa energia, rilevandone "per la prima volta" lo spettro.

Link utili:
http://www.infn.it/comunicazione/index.php?option=com_content&view=article&id=244:borexino-rivelatore-per-neutrini&catid=30&Itemid=738&lang=it
http://www.infn.it/comunicazione/index.php?option=com_content&view=article&id=165:13-04-2011-al-gran-sasso-unantenna-in-ascolto-del-sole&catid=24&Itemid=837&lang=it
http://www.infn.it/index.php?option=com_content&view=article&id=571:il-sole-visto-in-tempo-reale-da-borexino&catid=21:news&Itemid=453&lang=it

Read 4208 times Ultima modifica Sabato, 27 Dicembre 2014 21:11
Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing.
Dedico il tempo libero alla mia dolcissima bimba Sofia Vega, a questo sito (creato nel 2012 in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte) ed al processing delle immagini raw scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

https://twitter.com/EliBonora | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

3 commenti

  • Comment Link Elisabetta Bonora Giovedì, 04 Settembre 2014 10:36 posted by Elisabetta Bonora

    Salve Marco,
    ringraziandola per la segnalazione, ne ho approfittato per rendere la frase più esplicativa ed inserire alcuni link utili in fondo al post.

    Con l'occasione, ricordo che, per una gestione migliore e veloce delle segnalazioni è possibile contattare direttamente gli autori via mail; mentre per quanto riguarda suggerimenti, critiche e richieste relative al sito web e alla sua navigazione, potete scrivere a info@aliveuniverse.today

  • Comment Link Marco Martedì, 02 Settembre 2014 22:17 posted by Marco

    C'e' un piccolo refuso nella frase

    "..Il flusso energetico impiega 8 minuti per raggiungere il nostro pianeta ma ai neutrini occorrono 100.000 anni per attraversare la densa materia del Sole.."

    dove al posto di neutrini andrebbe scritto fotoni.

    Ho anche una richiesta: e' possibile inserire una versione ad alta risoluzione della bellissima foto sull'esperimento Borexino? Cliccandovi sopra si apre una finestra ad alta risoluzione ma cercando di scorrere sulla parte destra della foto la finestra si chiude.

    Grazie mille
    Marco

  • Comment Link Claudio Costerni Giovedì, 28 Agosto 2014 23:12 posted by Claudio Costerni

    Quindi ora possiamo dire che finalmente sono riusciti a trovare quei neutrini mancanti, cioè quelli che, anni fa, gli strumenti rivelatori non vedevano e mancavano rispetto ai calcoli matematici. È così?

    Se non sbaglio 10 o 20 anni fa, si utilizzavano grandi vasche riempite di cloro, non acqua pura.

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