L’esperimento LOREX, utilizzando il minerale di lorandite, ha fornito importanti informazioni sul flusso storico di neutrini solari, svelando dettagli sullo sviluppo del Sole e sui suoi effetti sul clima. Il Sole, fonte primaria di energia per la Terra, genera una quantità enorme di energia tramite la fusione nucleare, emettendo costantemente neutrini – particelle subatomiche che forniscono informazioni sul suo funzionamento interno. Sebbene i moderni rivelatori di neutrini abbiano contribuito a comprendere il comportamento attuale del Sole, rimangono interrogativi cruciali sulla sua stabilità nel corso di milioni di anni, un periodo che abbraccia l’evoluzione umana e i cambiamenti climatici significativi.
L’esperimento LOREX
LOREX, noto come LORandite EXperiment, si concentra sulla determinazione precisa della sezione d’urto dei neutrini solari per il tallio. Un team internazionale di scienziati ha recentemente raggiunto questo traguardo utilizzando l’innovativo Experimental Storage Ring (ESR) presso il GSI/FAIR a Darmstadt. I risultati rivoluzionari di questa ricerca, pubblicati sulla prestigiosa rivista Physical Review Letters, hanno contribuito a migliorare la nostra comprensione della stabilità a lungo termine del Sole.
LOREX: un esperimento geochimico
LOREX rappresenta un importante esperimento geochimico dedicato alla misurazione dei neutrini solari su un periodo eccezionale di quattro milioni di anni, corrispondente all’età geologica del minerale di lorandite. I neutrini solari interagiscono con gli atomi di tallio presenti nella lorandite, trasformandoli in atomi di piombo. L’isotopo 205Pb, con la sua lunga emivita di 17 milioni di anni, rimane stabile per l’intero periodo di quattro milioni di anni del minerale. I ricercatori hanno adottato un approccio innovativo basato sull’elemento matriciale nucleare per estrarre i dati necessari per calcolare la sezione d’urto dei neutrini.
Misurazione sperimentale dell’emivita
La misurazione sperimentale dell’emivita del decadimento beta dello stato legato di 205Tl81+ è stata resa possibile grazie alle capacità uniche dell’ESR presso il GSI/FAIR. L’ESR è attualmente l’unica struttura in grado di condurre tali misurazioni. Gli ioni 205Tl81+ sono stati prodotti tramite reazioni nucleari nel Fragment Separator (FRS) del GSI/FAIR e successivamente mantenuti abbastanza a lungo per osservarne il decadimento nell’anello di stoccaggio.
Risultati e impatto
Il team ha misurato l’emivita del decadimento beta del 205Tl81+ in 291 giorni, un dato fondamentale per determinare la sezione d’urto della cattura dei neutrini solari. Questo risultato permetterà di ottenere informazioni dettagliate sulla storia evolutiva del Sole e sulla sua relazione con il clima terrestre nel corso dei millenni.
Contributo all’astrofisica nucleare
L’esperimento LOREX rappresenta un contributo significativo all’astrofisica nucleare, dimostrando il potenziale di questa disciplina nel rispondere a interrogativi fondamentali sull’universo. I ricercatori coinvolti hanno sottolineato l’importanza di questa ricerca nel contesto dell’evoluzione solare e dei cambiamenti climatici globali.
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