Una scoperta mostra come i neutrini solari possano rimodellare silenziosamente gli atomi
Siamo attraversati in un secondo da miliardi di micro-particelle prodotte dal Sole, sono così potenti ma invisibili che hanno bisogno di un gigantesco osservatorio sotterraneo per essere studiate.
I neutrini solari sono particelle subatomiche senza carica elettrica. Vengono prodotte dal Sole, nel suo nucleo e durante le reazioni di fusione nucleare. Una volta prodotte raggiungono la Terra in soli otto minuti, non ce ne accorgiamo ma siamo attraversati ogni secondo da queste particelle invisibili. All’interno di un osservatorio canadese, lo SNOLAB, degli astrofisici sono riusciti ad osservare la trasformazione degli atomi attraversati dai neutrini solari.
La struttura sotto due chilometri di profondità dalla superficie terrestre, la reazione nucleare scoperta dagli scienziati ha trasformato il carbonio-13 in azoto-13. I neutrini solari sono particelle invisibili e per questo definite anche fantasma. Ma invisibilità non significa inesistenza, seppur microscopici e momentanei hanno un grandissimo potere di cambiare la materia anche con un minimo di interazione.
I neutrini necessitano di rivelatori ultrasensibili per essere registrati. Non solo, devono essere collocati in profondità nel suolo terrestre. La roccia è importantissima perché riduce il rumore causato dai raggi cosmici. Il rivelatore SNO+, utilizzato per la scoperta, è ricco di scintillatore liquido a base di carbonio-13 che ha permesso di scoprire la reazione. I neutrini convertono un singolo neutrone del carbonio in un protone.
Rari ma importanti, i neutrini solari provocano pochissime trasformazioni atomiche, 5-6 casi su 60 eventi registrati da SNO+ in Canada
Tanto basta per produrre un elettrone che trasforma l’atomo in azoto-13. È un isotopo instabile, dopo dieci minuti cambia già la sua consistenza chimica, emette un positrone. Gli scienziati che hanno monitorato tutto il processo dall’inizio, hanno individuato due fasi e un segnale caratteristico chiamato “coincidenza ritardata”. Il team di ricercatori ha analizzato in 231 giorni i dati raccolti in due anni molto vicini, il 2022 e il 2023. Sono stati individuati ben60 eventi ma solo in 5-6 casi ci sono state trasformazioni effettive causate dai neutrini.
La fisica nucleare ha nuove prospettive di indagine da approfondire, siamo di fronte alla prima misurazione diretta della probabilità di reazione a basse energie prodotta dal Sole. Gli scienziati spiegano, tra cui il premio Nobel per la fisica 2015, Steven Biller (Università di Oxford): “I neutrini solari stessi sono stati un affascinante oggetto di studio per molti anni e le misurazioni di questi da parte del nostro esperimento predecessore. È straordinario che la nostra comprensione dei neutrini del Sole sia progredita così tanto che ora possiamo utilizzarli per la prima volta come ‘raggio di prova’ per studiare altri tipi di rare reazioni atomiche!”
