IL SOLE VISTO IN TEMPO REALE DA BOREXINO: TUTTO COME 100.000 ANNI FA

Per la prima volta nella storia dell’indagine scientifica della nostra stella è stata misurata l’energia solare nel momento stesso della sua generazione.  L’esperimento per neutrini ai Laboratori INFN del Gran Sasso è riuscito a misurare in tempo reale l’energia della nostra stella: l’energia rilasciata oggi al centro del Sole è in perfetta corrispondenza con quella prodotta 100.000 anni fa. [VIDEO]

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Lo annuncia l’esperimento Borexino ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Lo studio è pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica internazionale Nature.

L'esperimento Borexino dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN è riuscito per la prima volta a misurare l'energia del Sole in tempo reale, studiando i neutrini prodotti nella reazione protone-protone, la reazione iniziale del ciclo di fusioni nucleari che produce complessivamente circa il 99% dell'energia della nostra stella. L'importante risultato scientifico è pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature.

I risultati saranno presentati venerdì 5 settembre nel corso di un workshop scientifico che si terrà a partire dalle ore 9.00 ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso e nel corso di una conferenza pubblica aperta a tutti che avrà luogo alle ore 18.00 nell'Aula Magna del Gran Sasso Science Institute all'Aquila.

Borexino è riuscito a realizzare in tempo reale la misura dell’energia del Sole rivelando i neutrini prodotti da reazioni nucleari all’interno della massa solare: queste particelle, infatti, impiegano solamente pochi secondi a uscire da essa e otto minuti per arrivare fino a noi. Le precedenti misure dell’energia solare, invece, erano sempre state realizzate sulle radiazioni (fotoni) che attualmente illuminano e scaldano la Terra e che si riferiscono alle stesse reazioni nucleari, ma avvenute centomila anni fa: è questo, infatti, il tempo che l’energia mediamente impiega per attraversare la densa materia solare e raggiungere la sua superficie. Il confronto fra la misura dei neutrini pubblicata oggi da Borexino e le precedenti misure riguardanti l’emissione di energia raggiante dal Sole ha mostrato che l’attività solare non è cambiata negli ultimi centomila anni. “Grazie ai risultati di questa nuova ricerca di Borexino tocchiamo con mano, mediante i neutrini prodotti nella reazione protone-protone (p-p), che è la catena di fusioni nucleari p-p a far funzionare il Sole, fornendo proprio l’energia che si misura con i fotoni: insomma questo prova che il Sole è una grande centrale a fusione nucleare”, commenta Gianpaolo Bellini tra i padri dell’esperimento Borexino.

Il rivelatore Borexino, istallato nei Laboratori sotterranei del Gran Sasso dell’INFN, è riuscito a misurare il flusso di neutrini prodotti all’interno del Sole nella reazione di fusione di due nuclei di idrogeno per formare un nucleo di deuterio: questa è la reazione iniziale del ciclo di fusioni nucleari che produce complessivamente circa il 99% dell’energia solare. Fino ad ora, Borexino era riuscito a misurare i neutrini da reazioni nucleari che facevano parte della catena originata da questa reazione o appartenenti a catene secondarie, che contribuiscono in modo decisamente minore alla produzione energetica solare, ma che sono stati fondamentali per la scoperta di alcune cruciali proprietà fisiche di questa evanescente particella elementare, il neutrino.

La difficoltà della misura ora realizzata è dovuta all’energia estremamente ridotta di questi neutrini (hanno infatti un’energia massima di 420 keV), la più piccola rispetto agli altri neutrini emessi dal Sole, che pure hanno livelli energetici così bassi da rendere quasi proibitiva la loro misura, e che solo Borexino è riuscito e riesce a misurare. Queste performance fanno di Borexino un rivelatore unico al mondo, che tale rimarrà ancora per alcuni anni, grazie alle tecnologie d’avanguardia impiegate nella sua costruzione, che gli hanno permesso di studiare non solo i neutrini emessi dal Sole, ma anche quelli prodotti dalla nostra Terra.

L’esperimento Borexino, frutto di una collaborazione fra Paesi europei (Italia, Germania, Francia, Polonia), Stati Uniti e Russia, prenderà dati almeno per ancora quattro anni, migliorando la precisione delle misure già fatte e affrontandone altre di grande importanza sia per la fisica delle particelle, sia per l’astrofisica.

Ringraziamo per la comunicazione

Antonella Varaschin

INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

Ufficio per la Comunicazione - Roma

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Source: INFN 

Content: Press Release

Date Issued: 27 August 2014

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The Sun as Borexino Sees It in Real Time

The neutrino experiment in the INFN Gran Sasso Laboratories has managed to measure the energy of our star in real time: the energy released today at the centre of the Sun is exactly the same as that produced 100,000 years ago

For the first time in the history of scientific investigation of our star, solar energy has been measured at the very moment of its generation. This has been announced by the Borexino experiment at the Gran Sasso National Laboratories (LNGS) of the Italian National Institute for Nuclear Physics (INFN). The study is published on August 28th, 2014 in the prestigious international journal Nature.

Borexino has managed to measure the Sun’s energy in real-time, detecting the neutrinos produced by nuclear reactions inside the solar mass: these particles, in fact, take only a few seconds to escape from it and eight minutes to reach us. Previous measurements of solar energy, on the other hand, have always taken place on radiation (photons) which currently illuminate and heat the Earth and which refer to the same nuclear reactions, but which took place over a hundred thousand years ago: this, in fact, is the time it takes, on average, for the energy to travel through the dense solar matter and reach its surface. The comparison between the neutrino measurement now published by Borexino and the previous measurements concerning the emission of radiant energy from the Sun shows that solar activity has not changed in the last one hundred thousand years. "Thanks to the results of this new Borexino research we have seen, via the neutrinos produced in the proton-proton (pp) reaction, that it is the chain of pp nuclear fusions which makes the Sun work, providing precisely the energy that we measure with photons: in short, this proves that the Sun is an enormous nuclear fusion plant," says Gianpaolo Bellini, one of the fathers of the Borexino experiment.

The Borexino detector, installed in the INFN underground Laboratories of Gran Sasso, has managed to measure the flux of neutrinos produced inside the Sun in the fusion reaction of two hydrogen nuclei to form a deuterium nucleus: this is the seed reaction of the nuclear fusion cycle which produces about 99% of the solar energy. Up until now, Borexino had managed to measure the neutrinos from nuclear reactions that were part of the chain originated by this reaction or belonging to secondary chains, which contribute significantly less to the generation of solar energy, but which were key to the discovery of certain crucial physical properties of this "ephemeral" elementary particle, the neutrino.

The difficulty of the measurement just made is due to the extremely reduced energy of these neutrinos (they have, in fact, a maximum energy of 420 keV), the smallest one compared to the other neutrinos emitted by the Sun, which also have energy levels so low as to make it almost impossible to measure them and which only Borexino was and is able to measure. This performance makes Borexino a detector unique in the world, and it will remain so for a number of years, thanks to state-of-the-art technologies used in its construction, which have allowed not only the neutrinos emitted from the Sun but also those produced by our Earth to be studied.

The Borexino experiment is the result of a collaboration between European countries (Italy, Germany, France, Poland), the United States and Russia and it will take data for at least another four years, improving the accuracy of measurements already made and addressing others of great importance for both particle physics as well as astrophysics.