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La luce invisibile delle stelle

articolo di Antolini Roberta

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Esiste un segnale che ci arriva copioso da tutte le stelle che non è una componente della luce e che non può essere osservato dai comuni strumenti dell'astronomia (telescopi ottici, radiotelescopi, etc). Questo segnale è costituito dai neutrini, particelle neutre con massa piccolissima, dotate della caratteristica di interagire molto debolmente con la materia, che permette loro di attraversare grandissimi spessori di materiali senza esserne fermati. Nel Sole i neutrini lasciano il nucleo, dove vengono prodotti dalle reazioni di fusione nucleare, in poco più di 2 secondi (la loro velocità è prossima a quella della luce), mentre ad esempio un fotone prodotto nella stessa zona impiegherà circa un milione di anni ad uscire a causa della sua interazione elettromagnetica con la materia solare. I neutrini trasportano informazioni in tempo reale su quanto accade all'interno del Sole e delle altre stelle, e inoltre forniscono fondamentali elementi per comprenderne il funzionamento.

Nonostante il flusso di neutrini dal Sole sia enorme (circa 60 miliardi di particelle ogni secondo attraversano un'area di un centimetro quadrato), a causa della scarsissima probabilità di interagire con la materia per poter rivelare i neutrini è necessario disporre di enormi apparati sperimentali dotati di grande massa come bersaglio. Tali apparati devono però essere protetti dal "rumore" generato dalla pioggia di raggi cosmici che cade continuamente sulla superficie terrestre. A questo scopo, gli esperimenti per la rivelazione dei neutrini, sia di origine naturale (Sole, supernovae etc) che artificiali (da acceleratori o reattori nucleari), devono essere localizzati nelle profondità marine o sotto grandi spessori di roccia. Lo studio della natura e delle caratteristiche dei neutrini che permeano l'Universo (esistono un milardo di neutrini per ogni protone presente nel Cosmo) potrà darci informazioni essenziali per la comprensione dell'origine e dell'evoluzione dell'Universo stesso.

La supernova 1987 A
Nel 1987 sono stati rivelati per la prima volta, utilizzando apparati sperimentali sotterranei, i neutrini provenienti da una supernova, la Supernova 1987a. I neutrini sono il primo segnale che riesce ad uscire da una stella che sta collassando proprio per la loro caratteristica di interagire difficilmente con la materia. La luce emessa a seguito del collasso arriverà all'osservatore alcune ore dopo i neutrini.

L'esperimento LVD
L'esperimento è ospitato presso la sala A dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, i più grandi laboratori sotterranei del mondo per la rivelazione di particelle di origine cosmica (neutrini, particelle di materia oscura, etc.) e di decadimenti rari.

Roberta Antolini è Responsabile delle Relazioni Esterne e della Comunicazione Scientifica dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso


 
La supernova 198...
La supernova 198...

Vista dell'esper...
Vista dell'esper...

 
osservatorio
Questo articolo è stato pubblicato sul giornalino Pulsar (numero 23, anno 2008)

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