Il team di ricercatori dell'esperimento Borexino è riuscito a rilevare per la prima volta i neutrini nel secondo processo di fusione del Sole, il ciclo carbonio azoto ossigeno (ciclo CNO, Carbon - Nitrogen - Oxygen). Ciò significa che tutte le previsioni teoriche relative al modo in cui l'energia viene generata all'interno del Sole sono state ora verificate sperimentalmente. I risultati sono il risultato di anni di sforzi dedicati a portare sotto controllo le sorgenti nella gamma di energia dei neutrini del ciclo CNO.

Immagine - Prof. Lothar Oberauer.

Il Sole genera la sua energia attraverso la fusione dell'idrogeno in elio. Ciò avviene in due modi: la maggior parte dell'energia, circa il 99%, proviene da un processo di fusione e decadimento che inizia con due nuclei di idrogeno e termina con un nucleo di elio. Questo processo è indicato come catena pp (protone-protone).

Il resto dell'energia risulta da un ciclo in cui un totale di quattro nuclei di idrogeno alla fine si combinano per formare un nucleo di elio con l'aiuto di carbonio, azoto e ossigeno che agiscono da catalizzatori e prodotti intermedi. Nelle stelle più grandi del nostro Sole la maggior parte dell'energia generata è generata da questo secondo processo, indicato come processo CNO a causa del coinvolgimento di carbonio, azoto e ossigeno.

Il resto dell'energia risulta da un ciclo in cui un totale di quattro nuclei di idrogeno alla fine si combinano per formare un nucleo di elio con l'aiuto di carbonio, azoto e ossigeno come catalizzatori e prodotti intermedi. Nelle stelle più grandi del nostro Sole la maggior parte dell'energia generata è generata da questo secondo processo, indicato come processo CNO a causa del coinvolgimento di carbonio, azoto e ossigeno.

[Per maggiori informazioni: "Confermato, per la prima volta, ciclo carbonio azoto e ossigeno nel Sole"]

Abbiamo intervistato il Prof. Stefan Schönert e il Prof. Lothar Oberauer, ricercatori che hanno lavorato all'esperimento Borexino (una collaborazione internazionale tra diverse nazioni tra cui è presente anche l'Italia). Dopo sei anni di lavoro i ricercatori sono riusciti a dimostrare, per la prima volta, la presenza del segnale di neutrini CNO. Il rivelatore Borexino è stato progettato, costruito e commissionato dalla Collaborazione Borexino nell'arco di oltre 30 anni. La Collaborazione Borexino ha impostato gli obiettivi scientifici.

Domanda #1. Quali sono le scoperte che vi hanno condotto all'attuale lavoro di ricerca?

Risposta: la scoperta delle oscillazioni del neutrino.

D #2. Perchè la vostra ricerca è importante? Quali sfide o interrogativi vi siete posti quando avete iniziato il vostro lavoro di ricerca?

R.: Riteniamo che la nostra ricerca sia interessante. Non spetta a noi giudicare se la nostra ricerca è importante o meno.

È interessante perchè connette l'infinitamente piccolo con l'infinitamente grande, i neutrini come particelle elementari interagiscono in maniera estremamente debole con la materia e ci parlano di grandi oggetti e strutture nell'Universo. Nel caso di Borexino possiamo vedere nel cuore del nostro Sole e possiamo capire, nel dettaglio, come viene generata l'energia. Inoltre stiamo scoprendo le proprietà dei neutrini, stiamo cioè imparando in che modo oscillano. Ciò vuol dire che i neutrini cambiano modalità (anche detto "sapore") durante le oscillazioni. Questo non è spiegato nella fisica standard, ci mostra così la strada per la fisica oltre il modello standard.

D #3. Che cosa volete ottenere con il vostro lavoro di ricerca?

R.: Vorremmo contribuire alla risoluzione di alcune delle domande urgenti nell'ambito della fisica delle astroparticelle.

D #4. Che cosa accadrà dopo nel processo di scoperta scientifica?

R.: Stiamo lavorando su diversi progetti nel campo della fisica delle astroparticelle. Ci sono diverse domande aperte a cui rispondere sulla fisica dei neutrini.

Ecco alcuni esempi: qual è la natura dei neutrini? Qual è la scala assoluta della loro massa? I neutrini possono mostrarci il modo di risolvere il mistero del perchè nel nostro Universo esiste l'asimmetria materia-antimateria? Infine ci sono molte altre domande aperte.