Nuove particelle dal centro della Terra

di Sabrina Masiero, Dipartimento di Astronomia dell’Università degli Studi di Padova-Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)-Osservatorio Astronomico di Padova

 
Uno schema semplificato dell’interno della Terra.

Per la prima volta nella storia della scienza particelle provenienti dall’interno della Terra sono state rilevate dai laboratori sotterranei del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Una scoperta compiuta dai ricercatori di Borexino provenienti da vari istituti italiani, americani, tedeschi, russi e polacchi e coordinati dal Professor Giampaolo Bellini dell’INFN di Milano. In particolare, sono stati osservati i “geoneutrini”, le più piccole ed elusive particelle di antimateria provenienti dall’interno del nostro pianeta, una sorta di antineutrini di origine terrestre.
Queste particelle sono il risultato del decadimento degli elementi radioattivi che si trovano a migliaia di chilometri sotto la crosta terrestre. Il decadimento produce enormi quantità di calore che fa poi spostare i continenti, scioglie le rocce e le trasforma in magma e lavi per i vulcani.

L’esistenza dei geoneutrini e della radioattività che ne consegue permettono di spiegare le enormi energie che provengono dalle parti centrali della Terra, una delle principali fonti di energia del pianeta, anche se non l’unica. Anzi, con questa scoperta, viene smentita la teoria secondo la quale al centro del nostro pianeta vi sarebbe un enorme reattore nucleare che da solo lo riscalda tutto.

Già in passato, ricercatori giapponesi erano sulla strada giusta per la rilevazione dei geoneutrini, ma i loro rivelatori non erano stati in grado di segnalarli per via della presenza di centrali nucleari troppo vicine alla zona dell’esperimento che con i loro antineutrini andavano continuamente a disturbarne la rilevazione. I laboratori del Gran Sasso dell’INFN, lontani almeno 500 chilometri dalla più vicina centrale nucleare, hanno rilevato un segnale non contaminato della radioattività naturale del nostro pianeta, grazie soprattutto alla radiopurezza di Borexino, unica al mondo. Con questo esperimento, si potrà avere un’idea della quantità dell’Uranio, elemento radioattivo, presente sulla Terra e cercare di identificare preziosi giacimenti di combustibili nucleari.

Per il Professor Giampaolo Bellini “questa scoperta apre una nuova era nello studio dei meccanismi che governano l’interno della Terra. Uno studio esteso dei geoneutrini in vari punti della Terra darà la possibilità di avere informazioni più precise sul calore prodotto nel mantello terrestre, e quindi sui moti convettivi che sono alla base dei fenomeni vulcanici e dei movimenti tettonici“.

E’ un grande regalo per i ricercatori di Borexino che da anni si applicano sullo studio dei geoneutrini. Lucia Votano, Direttore dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso afferma che “l’esperimento stava già dando importanti informazioni sul funzionamento interno del Sole e adesso ha prodotto la prima misura mondiale dei geoneutrini provenienti dalle profondità del nostro pianeta. Ancora una volta i Laboratori del Gran Sasso dimostrano di essere un centro di ricerca di eccellenza nel campo della fisica astro particellare“.

Con i geoneutrini possiamo guardare direttamente all’interno della Terra fino a migliaia di chilometri di profondità. Ancora una volta, il nostro pianeta è un enorme laboratorio ricco di sorprese.

Fonte: Istituto Nazionale di Astrofisica, Comunicazione – Comunicati stampa 02-03-2010- Primo sguardo al centro della Terra dalle viscere del Gran Sasso: http://www.infn.it/indexit.php .

Sabrina

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Autore: Sabrina

Ph Doctor in Astronomy (University of Padova, Italy). Translator of the Official Comic Book of the International Year of Astronomy 2009 (IYA2009), "The Lives of Galileo" by Fiami. Member of The Climate Summit Italia. 2013- Project GAPS (Global Architecture of Planetary Systems)-HARPS-N at INAF-Osservatorio Astronomico di Padova and Telescopio Nazionale Galileo (TNG)-Fundacion Galileo Galilei (La Palma, Canary Islands).

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  • mcastel

    Cara Sabrina… che bellezza la mattina aprire il sito di GruppoLocale e trovare un tuo articolo fresco fresco, come al solito esteso, molto curato e completo nei dettagli!
    Grazie grazie, sono onorato di averti in squadra!! 🙂
    Marco

  • Mi associo ai complimenti e vorrei porgere una domanda: ma i geoneutrini, essendo antimateria, non dovrebbero interagire con la materia ordinaria? Oppure l'antimateria reagisce solo con la materia ordinaria a lei speculare? O ancora gli strumenti hanno registrato l'interazione materia-antimateria?

    Grazie

  • mcastel

    Ciao Andrea,

    la domanda è intelligente e corretta, secondo me! Provo a formulare una risposta, sperando di non dire fesserie.. ehm, in caso, qualcuno mi corregga 😉

    Da quanto comprendo, certamente la materia interagisce con l'antimateria, quando si incontrassero, ed usualmente questo produce una mutua annichilazione – ovvero la scomparsa delle particelle – con un lampo di energia. Tuttavia il neutrino, e il suo compagno di carica opposta, l'antineutrino – hanno una sezione d'urto (probabilità di interazione) con la materia ordinaria davvero molto molto bassa: si pensi che la gran parte dei neutrini provenienti dal Sole (e sono moltissimi in ogni istante ce ne passa attraverso una valanga!) riescono ad attraversare tutto il nostro pianeta senza subire alcune interazione!
    Pertanto penso che la probabilità che si verifichi l'incontro della materia con un antineutrino rimane analogamente molto bassa, e come tale la probabilità della sua annichilazione… ok, spero di aver detto una cosa ragionevole!

    Saluti,
    Marco

  • Grazie!
    Non immaginavo fosse così esigua l'interazione dei neutrini (e quindi degli anti) con la materia “corposa”… Ti sei spiegato benissimo.

    PS
    è fantastico arrivare su 'sto sito e trovare un nuovo articolo praticamente ogni giorno… siete veramente in gamba!

  • mcastel

    Grazie per i complimenti, Andrea. In effetti da quando in redazione siamo in due, riusciamo sicuramente a tenere il sito più aggiornato rispetto a qualche tempo fa!! (thanks Sabrina..!)

    Riguardo i neutrini, in effetti la cosa a cui non si pensa – e davvero sorprendente – è che il flusso dal Sole è davvero elevato: dalla nostra stella arrivano 10 miliardi di neutrini al secondo in appena 1 cm quadro (!!!) Guarda l'inizio di questo paragrafo:

    http://astrofisica.altervista.org/doku.php?id=c

    Si può solo aggiungere… meno male per noi che sono particelle così “elusive” : la quasi totalità ci attraversa senza nemmeno un'ombra di interazione !!

  • QUANTI?!?!?!?!? Effettivamente, meno male che non interagiscono con la materia, altrimenti se anche solo il 20% impattasse sugli oggetti, noi non riusciremmo nemmeno ad alzarci in piedi per la pressione che eserciterebbero!

  • mcastel

    Vero che è sorprendente? Il bello dell'astrofisica è che a volte vengono fuori cose che la gente nemmeno lontanamente si immagina… letteralmente bombardati da neutrini, in quantità così incredibile. Ma sono veramente particelle capaci di attraversare addirittura un pianeta con probabilità bassissima di “scontrare” con qualcosa… E anche questo è sorprendente, no?? 😉