Importante esperimento ai laboratori di fisica nelle profondità del Gran Sasso

Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Borexino detector
 

Risultato importante dall’esperimento "Borexino" ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso  dell’INFN. Le ultime misure dei neutrini terrestri dimostrano che buona parte del calore sprigionato dall’interno della Terra è dovuto ai processi di decadimento di torio (Th) e uranio (U) all’interno nel mantello. Precisamente si tratta di calore derivante dal decadimento radioattivo dell’uranio-238 e del torio-232 presenti in quello strato di terra spesso 3000 kilometri su cui poggia  la sottile crosta terrestre che sta sotto i nostri piedi. 

L'evidenza apre nuovi scenari nell'esplorazione geochimica globale del nostro pianeta e permette di affermare che una porzione non trascurabile dell’energia che alimenta vulcani, terremoti e il campo magnetico terrestre sia prodotta dalla radioattività terrestre. Per la prima volta il segnale dei neutrini ci conferma al 99 per cento la probabilità di presenza di radioattività nelle profondità della Terra.

Ma che cosa sono i neutrini e perché vengono ricercati con tanto interesse?

I neutrini sono particelle elusive: per la loro massa piccolissima, quasi nulla, e per il fatto che sono neutri, cioè non sono dotati di carica elettrica, interagiscono pochissimo con la materia e questo rende molto difficile la loro osservazione.  Sono però come delle sonde che ci possono dare informazioni indirette e preziose su ciò che non possiamo misurare direttamente. Così al laboratorio sotterraneo del  Gran Sasso,  che  permette di  isolare gli esperimenti  sui neutrini da perturbazioni di altra natura, si studiano sia i neutrini provenienti dalle profondità dell’Universo, che ci danno informazioni su quello che succede nel cosmo e nelle stelle, sia i neutrini solari, sia  i geoneutrini, cioè i neutrini che vengono dalle profondità della terra  e che ci permettono di capire cosa succede nelle viscere del nostro pianeta. . Ogni secondo circa un milione di geoneutrini attraversano un centimetro quadrato della superficie della Terra.  Ma è molto difficile rivelarli. Fino ad ora però, dal momento che  grazie all’estrema purezza e sensibilità dell’esperimento Borexino è stato possibile ottenere risultati scientifici  validi che erano ritenuti impossibili  fino a metà del secolo scorso.

Il lavoro, frutto di una collaborazione internazionale che fa capo ai Laboratori del Gran Sasso,  è stato pubblicato su Physical Review D. La prossima sfida  consiste nel misurare un numero di neutrini tale da ottenere una statistica maggiore, magari con rivelatori distribuiti in luoghi diversi sulla superficie terrestre.

Ludovica Carlesi Manusardi

Nell’immagine INFN il rivelatore Borexino con gli scintillatori