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SCOPERTE/ Misurata per la prima volta "in diretta" l'energia totale emessa dal Sole

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Sole (Nasa)  Sole (Nasa)

L’esperimento Borexino, che studia i neutrini solari nel laboratorio sotterraneo del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, ha misurato per la prima volta l’energia totale emessa dal Sole così com’è ora. Finora l’energia solare è stata valutata misurando la luminosità solare, cioè i fotoni emessi dal Sole, che illuminano e scaldano la Terra. Ma tale valutazione si riferisce all’energia prodotta dal Sole centomila anni fa, cioè il tempo necessario a questa energia per sfuggire dalla materia solare sotto forma di fotoni. Borexino invece ha valutato l’energia solare misurando il flusso di neutrini provenienti dal Sole, i quali impiegano solo alcuni minuti per uscire dalla materia solare.

L’energia solare è prodotta da una catena di reazioni nucleari, che hanno come capostipite la fusione fra due nuclei di idrogeno, la cosiddetta reazione p-p (protone-protone), che produce il 99% di tutta l’energia prodotta dal Sole (3.84 × 1033 erg al secondo). Queste reazioni emettono anche neutrini, misurando i quali si può risalire alla frequenza delle reazioni che li producono e quindi, essendo nota l’energia prodotta da ogni singola reazione, all’energia totale emessa dal Sole.

La misura di questi flussi dei neutrini solari è molto difficile sia perché le interazioni di neutrini rilevabili sono molto poche sia perché l’energia dei neutrini è estremamente bassa. I neutrini interagiscono molto raramente con la materia e possono quindi attraversare indisturbati non solo il Sole, ma anche l’Universo. Di conseguenza, malgrado i neutrini che il Sole invia sulla Terra siano 60 miliardi per secondo e per centimetro quadro, il numero di interazioni in un rivelatore come Borexino (300 metri cubi di materiale rivelante, cioè scintillatore liquido), è solo di poche decine al giorno. Questa è la ragione per la quale questi esperimenti sono istallati sottoterra, onde schermarsi dai raggi cosmici, che altrimenti con le loro interazioni maschererebbero quelle dovute ai neutrini.

Le difficoltà create dalla bassa energia sono molto più difficili da risolvere, a causa della presenza della radioattività naturale in qualunque materiale, e quindi anche in quelli utilizzati per la costruzione dei rivelatori. Prima di Borexino gli esperimenti che studiavano i neutrini solari accettavano solo eventi di neutrini con energie superiori all’energia massima propria delle radiazioni di origine radioattiva. In tal modo prima di Borexino era stata studiata solo la coda verso la parte più alta dell’energia, corrispondente a circa un decimillesimo di tutto il flusso. 



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