Lo strano caso di brillamenti solari e di
elementi radioattivi. Quando i ricercatori hanno scoperto un legame insolito tra
brillamenti solari e la variazione della costante di decadimento degli elementi
radioattivi sulla Terra é partita una ricerca scientifica che potrebbe finire
per riscrivere alcune delle leggi della fisica.
E’ un mistero che si è presentato
inaspettatamente: Il decadimento radioattivo di alcuni elementi nei laboratori
sulla Terra sembrava essere influenzato dall’attività solare, a 150 milioni di
chilometri.
Com'è possibile?
I ricercatori dell’Università di Stanford e di
Purdue credono che sia davvero possibile. Ma la loro spiegazione di come ciò
possa avvenire é un altro mistero.
C’è la possibilità che questo effetto
inaspettato sia causato da una particella sconosciuta emessa dal sole.
“Sarebbe davvero notevole”, ha detto il
professore Peter Sturrock, professore emerito di fisica applicata della
Stanford, esperto di fisica solare.
La storia inizia, in un certo senso, nelle aule
di tutto il mondo, dove si insegna agli studenti che il tasso di decadimento di
uno specifico materiale radioattivo è costante.
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| Peter Sturrock |
Questa proprietà degli isotopi radioattivi, è
utilizzata per esempio, dagli antropologi per datare manufatti antichi con il
carbonio-14, oppure quando i medici devono calibrare la giusta dose di
radioattività per curare i malati di cancro.
Numeri casuali
Ma il fatto che, “il tasso di dimezzamento sia
costante”, è stato contestato in modo inaspettato da un gruppo di ricercatori
della Purdue University, che al tempo erano più interessati a trovare un buon
generatore numeri casuali che a studiare il decadimento nucleare degli isotopi
radioattivi. (Gli scienziati usano lunghe sequenze di numeri casuali per una
serie di calcoli, ma sono difficili da produrre, in quanto il processo
utilizzato per produrre i numeri ha una influenza sul risultato). Ephraim
Fischbach, professore di fisica presso la Purdue, stava utilizzando il tasso di
decadimento radioattivo di diversi isotopi, come possibile fonte di numeri
casuali generati in modo da non richiedere alcun intervento umano. (Per fare un
esempio, un certo quantitativo di cesio radioattivo-137, decade con un tasso
costante nel complesso, ma i singoli atomi all’interno della massa decadranno in
modo imprevedibile, con un pattern casuale. In questo modo la differenze di
tempo tra i “tick” casuali di un contatore Geiger posto vicino al cesio potrebbe
essere utilizzate per generare numeri casuali.)In definitiva i ricercatori hanno
trovato che i tassi di decadimento misurati, non sono in linea con dati
pubblicati relativi agli isotopi specifici e questo é molto strano per presunte
costanti fisiche.Controllando i dati raccolti al Brookhaven National Laboratory
di Long Island e al Federal Physical and Technical Institute in Germania, é
venuto fuori qualcosa di ancora più sorprendente: l’ osservazione a lungo
termine del tasso di decadimento di silicio-32 e radio-226 sembra mostrare una
piccola variazione stagionale .Il tasso di decadimento è stato leggermente più
veloce in inverno che in estate.Questa é vera e propria fluttuazione? Oppure é
solo un problema tecnico negli equipaggiamenti utilizzati per misurare il
decadimento radioattivo … forse causato dal cambiamento delle stagioni, con i
cambiamenti che accompagnano di temperatura e umidità. Sturrock ha commentato
così l’ accaduto: ”Eravamo tutti convinti che i tassi di decadimento fossero
costanti e quindi pensavamo che fossero solo errori sperimentali”.
Il Sole si fa sentire
Il 13 dicembre 2006, il sole stesso ha fornito
un indizio cruciale, quando un brillamento solare ha inviato un flusso di
particelle e radiazioni verso la Terra.Jere Jenkins ingegnere nucleare dell’
Università di Purdue durante la misurazione del tasso di decadimento di
manganese-54, un isotopo con breve emivita, che viene utilizzato nella
diagnostica medica, notò che il tasso di decadimento calò leggermente durante il
flare, una diminuzione che è iniziata circa un giorno e mezzo prima del flare.Se
questa relazione apparente tra flares e i tassi di decadimento é vera, si
potrebbe utilizzare come metodo di previsione dei brillamenti solari prima del
loro verificarsi, che potrebbe aiutare a prevenire danni ai satelliti e reti
elettriche, oltre a salvare la vita degli astronauti nello spazio.L’ anomalia
del tasso di decadimento registrata in quella notte in Indiana , provava che
qualcosa prodotto dal sole, aveva viaggiato nello spazio e attraversato la Terra
per raggiungere i rivelatori di Jenkins .Che cosa può essere stato emesso dal
flare per avere un effetto del genere? Jenkins e Fischbach hanno ipotizzato che
che i colpevoli di questo disturbo nel tasso di decadimento erano probabilmente
i neutrini solari, le fantomatiche particelle quasi senza peso, veloci quasi
quanto la luce e che possono attraversare il mondo fisico, ovvero gli esseri
umani, rocce, oceani e pianeti praticamente senza interazione.In una serie di
articoli pubblicati in Astroparticle Physics , Nuclear Instruments and Methods
in Physics Research and Space Science Reviews, Jenkins, Fischbach e i loro
colleghi hanno dimostrato che difficilmente le variazioni osservate nei tassi di
decadimento, potessero provenire da influenze ambientali sul sistema di
rilevazione.
Motivo di sospetto
Le loro scoperte rafforzano la tesi secondo cui
le oscillazioni dei tassi di decadimento strano sono stati causati da neutrini
dal sole.
I tassi di decadimento altalenanti, sembravano
essere in sintonia con l’orbita ellittica della Terra, e questi variano quando
la Terra si avvicina al Sole ( perché esposta a più neutrini ) e poi quando si
allontana.
Quindi c’era una buona ragione per sospettare
il sole, ma potrebbe essere dimostrata?
A questo punto un aiuto viene da Peter Sturrock
della Stanford. Durante una visita alla National Solar Observatory, in Arizona,
Sturrock viene informato della scoperta fatta dai ricercatori della Purdue.
Sturrock sapeva per lunga esperienza che
l’intensità del bombardamento di neutrini verso la Terra, varia in maniera
regolare seguendo la rotazione del sole. Il suo consiglio ai ricercatori della
Purdue: cercare le prove che la variazione nel decadimento radioattivo della
Terra cambia con la rotazione del sole.”Questo è quello che ho suggerito. E
questo è quello che abbiamo fatto.”
Una sorpresa
Controllando i dati sul decadimento radioattivo dal
laboratorio di Brookhaven, i ricercatori hanno trovato uno schema ricorrente di
33 giorni.
E ‘stata una sorpresa, dato che la maggior
parte delle osservazioni solari mostrano un modello di circa 28 giorni – il
tasso di rotazione della superficie del sole. La spiegazione? Il nucleo del sole
a quanto pare gira più lentamente della superficie che vediamo ed é qui che
avvengono le reazioni nucleari che producono neutrini. “Può sembrare illogico,
ma tutto fa pensare che il nucleo ruoti più lentamente rispetto al resto del
sole”, ha detto Sturrock. Tutte le evidenze indirizzano verso una conclusione
che é il Sole a “comunicare” con isotopi radioattivi sulla Terra, ha detto
Fischbach.Ma c’è una domanda piuttosto grande rimasta senza risposta.
Nessuno sa come i neutrini possano interagire
con i materiali radioattivi e riuscire cambiare la loro velocità di
decadimento.“Non ha senso in base alle idee convenzionali”, ha commentato
Fischbach.Jenkins ha aggiunto: “Quello che stiamo suggerendo è che un qualcosa
che in realtà non interagisce con nulla sta cambiando qualcosa che non può
essere cambiata” Sturrock concorda: “E ‘un effetto ancora inspiegabile “. “I
teorici stanno cominciando a dire: ‘Che cosa sta succedendo?’ Ma è quello che i
dati indicano. E ‘una sfida per i fisici e una sfida anche per il popolo solare
“.Se la particella misteriosa non è un neutrino, “Dovrebbe essere qualcosa che
non conosciamo, una particella sconosciuta emessa dal sole che ha questo effetto
sugli isotopi radioattivi, e questo fatto sarebbe ancora più notevole”, ha detto
Sturrock.
Articolo scritto da Chantal Jolagh,
“Science-writing intern at the Stanford News”
fonte: http://news.stanford.edu/
Tradotto da Luci0 gabsan Gabriele
Santanché
fonte
http://daltonsminima.altervista.org/
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