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Scoperti Geoneutrini di antimateria

borexino

Per la prima volta, alcuni scienziati sono riusciti ad individuare anti-particelle di materia, note come geoneutrini, emesse durante reazioni nucleari all’interno della crosta terrestre.

Le misurazioni di un rivelatore, posizionato ad una profondità di oltre un chilometro sotto la città de L’Aquila, contribuiranno a determinare la composizione chimica dello strato interno della Terra.

I risultati potrebbero migliorare in modo significativo, la fedeltà dei modelli utilizzati per prevedere gli eventi sismici, quali terremoti ed eruzioni vulcaniche.

Fino ad ora gli scienziati si sono basati sulla misurazione delle onde sismiche, durante il verificarsi dei terremoti, di dedurre le proprietà meccaniche del mantello e del nucleo terrestre, ma la loro composizione chimica è rimasta solo una questione teorica.

Il rivelatore Borexino, ha spianato la strada e per la prima volta ha permesso la misurazione diretta delle sostanze chimiche, in profondità,  sotto la crosta terrestre. 

“L’esperimento ha aperto una nuova finestra, che ci permette di guardare dritto verso l’interno della Terra, ad una profondità di migliaia di chilometri” ha affermato il professor Giovanni Fiorentini, coordinatore  del progetto dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso.

La sperimentazione ha permesso di individuare, per la prima volta i geoneutrini, gli antineutrini di tipo elettronico prodotti nei decadimenti beta degli isotopi naturali radioattivi che si trovano al centro della Terra.

I geoneutrini, che hanno una massa e una carica elettrica quasi nulla, sono emessi quando elementi radioattivi presenti nel mantello terrestre, decadono dalle sostanze più stabili. 

Il decadimento di elementi come l’uranio e il torio, è ritenuto il principale responsabile del calore generato all’interno del pianeta, di conseguenza l’eccessivo calore, porta a correnti convettive nel mantello, che influenzano l’attività vulcanica e i movimenti delle placche tettoniche.

Misurando il numero dei geoneutrini emessi e le loro energie, potrebbe aiutare a determinare le proporzioni di diverse sostanze radioattive nella crosta terrestre e la quantità di energia termica rilasciata.

Nel 2005, KamLAND, uno studioso giapponese, aveva segnalato geoneutrini in un rivelatore nella miniera Kamioka in Giappone, ma la misurazione non è risultata attendibile a causa di un rumore di fondo proveniente dalle vicine centrali nucleari. 

La squadra italiana ha fatto il possibile per evitare qualsiasi interferenza di fondo. A oltre un chilometro di distanza dalla metropolitana, 18 metri  di diametro, Borexino è uno dei laboratori sotterranei più profondi della Terra. 

Nel cuore del rivelatore c’è una sfera in acciaio inossidabile, contenente mille tonnellate di un idrocarburo, immersa in 2400 tonnellate di acqua ultrapura (equivalente al volume di acqua contenuto in una piscina olimpionica) e una sfera in nylon più piccola, contenente 300 tonnellate di liquido scintillatore, che reagendo con i neutrini produce lampi di luce, i 2200 fotomoltiplicatori, fissati sulla sfera in acciaio, costituiscono il sistema di rilevazione vero e proprio.

Il professor Giorgio Gratta, fisico dell’Università di Stanford in California e collaboratore del progetto KamLAND, ha descritto l’esperimento come un significativo passo avanti. “Noi conosciamo molto di più su ciò che c’è nel centro del sole, piuttosto di quello esistente nel centro della Terra,  i nostri modelli sono davvero molto rudimentali”, ha sottolineato. “Ora con i georivelatori di neutrini, si potrà realmente misurare ciò che fuoriesce dalla Terra.” È sicuramente molto eccitante”, ha concluso.

Dalla combinazione: misurazioni da Borexino e laboratori situati in luoghi diversi della Terra, alla fine sarà possibile determinare i relativi quantitativi di materiale radioattivo, al di sotto della crosta terrestre. 

“La scoperta segna l’inizio di una nuova era, nello studio dei meccanismi dell’interno della Terra“, ha detto il professor Bellini. “Uno studio esteso di geoneutrini in vari siti della Terra, fornirà informazioni dettagliate e precise sul calore prodotto dal mantello terrestre e quindi sui moti convettivi sottostanti i fenomeni vulcanici, i movimenti tettonici e sulla geodinamo, che ha collegamenti con il campo magnetico della Terra”.

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