Problema dei neutrini solari

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Come è noto a tutti e ormai universalmente accettato, i meccanismi di produzione di energia sul sole sono accreditati a quei processi che vanno sotto il nome di Nucleosintesi stellare.

Il nostro Sole, in particolare, “.. fa piovere su ogni cm2 della Terra circa 60 · 10 9 νe (neutrini elettronici, n.d.a.) al secondo, prodotti dalle reazioni termonucleari che avvengono nel suo nocciolo. In tali reazioni, quattro protoni si fondono dando origine ad un nucleo di elio, con rilascio di circa 26 MeV di energia.

La sequenza di reazioni termonucleari si articola in due cicli: quello del protone-protone (pp) che rappresenta il 98% dell’intera catena e quello del Carbonio-Ossigeno-Carbonio (CNO), che incide nel Sole per poco meno del 2%. neutrini_spettro_pagina_02Il ciclo pp produce νe in quattro tipi di reazione: pp, 7Be, pep, 8B, oltre alla reazione hep, che però da un contributo molto piccolo.

“..” Il funzionamento del Sole è descritto dal cosiddetto Modello Solare Standard (SSM) [19], il cui padre John N. Bahcall ne iniziò l’elaborazione negli anni ‘60 e ci lavorò, migliorandolo e raffinandolo, fino alla sua morte, avvenuta due anni fa. In tale modello i vari meccanismi riguardanti: le reazioni nucleari, la propagazione dell’energia e delle radiazioni vengono simulati in funzione di un certo numero di parametri; i constraints sperimentali sono pochi: la massa del Sole, la sua luminosità, la composizione in nuclei pesanti alla sua superficie come desunta dalle analisi spettroscopiche e l’eliosismologia. Il MSS predice fra l’altro i flussi dei neutrini emessi dal Sole. I primi esperimenti che hanno fatto ipotizzare il fenomeno dell’oscillazione del neutrino furono esperimenti di disappearance, cioè esperimenti nei quali si sono misurati i flussi di νe, trovando dei valori decisamente inferiori a quelli previsti dal MSS.[18] [20]

Il problema dei neutrini solari, stà nel fatto che il numero di neutrini prodotti dal Sole non è coerente con il numero previsto dal Modello Standard,[20] e tale discrepanza sembra essere imputata esclusivamente alla oscillazione dei sapori del neutrino: “Per il fenomeno dell’oscillazione, ipotizzato da Bruno Pontecorvo negli anni ‘50, un neutrino di un determinato sapore, ad esempio il νe , viaggiando nel vuoto o nella materia, si trasforma in un neutrino di un altro sapore, ad esempio il νμ. Infatti i neutrini che riveliamo, aventi un determinato sapore, non sono i veri autostati del neutrino, ma sono una composizione di autostati di massa. Così ad esempio il νe è un osservabile ottenuto dalla  sovrapposizione di due neutrini originali, che corrispondono a due stati di massa diversi, chiamiamoli neutrino 1 e neutrino 2. Analogamente si può dire del νμ che risulta essere una sovrapposizione degli stessi stati di massa, 1 e 2, ma con pesi diversi. Se durante il cammino del neutrino dalla sorgente al punto di osservazione, ad esempio dal Sole alla Terra, oppure attraversando la materia solare, le percentuali degli stati 1 e 2 cambiano, avviene che nel flusso di νe , prodotti dal Sole, compaiano dei νμ. Così come ci sono tre stati di sapore del neutrino, ci sono tre autostati di massa, m1 , m2 , m3. Il fenomeno dell’oscillazione del neutrino può aver luogo sia mentre esso viaggia nel vuoto, a causa della diversità delle masse dei suoi autostati, sia durante l’attraversamento della materia; in questo secondo caso gioca un ruolo importante l’interazione con gli elettroni del mezzo, che per il νe può essere sia di corrente carica che di corrente neutra, mentre per gli altri due tipi di neutrini è esclusivamente di corrente neutra.”[18]

Secondo Boscoli, invece, la discrepanza fra il conteggio dei neutrini e la quantità prevista, dovrebbe essere messa in relazione alla costituzione stessa delle reazioni nucleari che avvengono nel nostro Sole, che nel nostro caso sarebbero quelle del Ciclo Sequenziale di cui Boscoli parla nella sua “Nota“.[2]

Partendo dalla ipotesi che siano corrette le reazioni di fusione nucleare proposte da Boscoli, la prima cosa da fare è calcolare il flusso di neutrini che dovremo aspettarci da questa serie di reazioni, e poiché questo è un lavoro da Fisici Nucleari, dovrò come al solito porre a loro le domande alle quali vorrei dare una risposta: Quali sono, nel ciclo sequenziale , le reazioni che generano νe? come si fa a stimare quanti neutrini, e in quali bande energetiche, sarebbero prodotti da tali reazioni nel nostro ipotetico Sole?

Nell’articolo The Limits of the Standard SolarModel,[20] viene fatto il calcolo dei neutrini per il MSS. Come al solito aspetto fiducioso che qualcuno si faccia sentire e dia il suo contributo!

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