Nuova misura della vita media di un Neutrone, questa volta nello spazio

Nuova misura della vita media di un Neutrone, questa volta nello spazio
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Per la prima volta degli scienziati hanno misurato la vita media di un neutrone nello spazio, conoscere questo valore potrebbe porre dei vincoli su alcune teorie cosmologiche. La tecnica deve ancora essere rifinita, ma potrebbe permettere di ottenere misure estremamente interessanti.

Al sicuro, protetti all'interno del dei nuclei degli atomi, i neutroni sono delle particelle stabili. Quando sono liberi invece decadono spontaneamente dopo un po' di tempo. Ma dopo quanto tempo?

I neutroni sono ovunque, dai nuclei degli atomi alle omonime stelle, conoscere la loro vita media è fondamentale per vincolare i parametri di alcune teorie fisiche come la "Nucleosintesi primordiale", il processo con cui si sono formati i primi atomi dopo il Big Bang.

Non sappiamo misurare esattamente la vita media di questa particella, i principali metodi per determinarla ci restituiscono due valori diversi; il metodo della bottiglia, che consiste nel creare una gabbia magnetica o gravitazionale per intrappolare la particella, restituisce un tempo medio di decadimento pari a 879.5 secondi, circa 14 minuti e 39 secondi; il metodo del raggio, in cui si invia un fascio di neutroni e si contano quelli che arrivano su un bersaglio, restituisce un valore di 888 secondi, cioè 14 minuti e 48 secondi.

La differenza tra i due metodi è di soli 9 secondi, potrebbe non sembrare molto ma è un divario molto ampio e che non viene coperto dagli errori sperimentali sulla misura. È ora che ci viene in soccorso lo spazio.

Quando i raggi cosmici, che vengono costantemente emessi nello spazio profondo, collidono con le molecole dell'atmosfera o della superficie della Terra, alcuni neutroni vengono liberati dai nuclei e vagano fino al loro decadimento.

Tra il 2011 e il 2015 la sonda NASA MESSENGER ha orbitato intorno a Mercurio, in una rotta che passava vicino Venere. Nel suo passaggio vicino a quest'ultimo pianeta, lo spettrometro dei veicolo ha misurato il flusso di neutroni.

"È stato come un grande esperimento della bottiglia, ma invece di usare delle barriere magnetiche abbiamo usato la gravità di Venere per confinare i neutroni per un tempo comparabile alla loro vita media," afferma Wilson, della Johns Hopkins University.

Secondo il modello, il valore della vita media del neutrone è pari a 780 secondi, o 13 minuti, con una errore di misura pari a 60 secondi e quindi rientra nell'intervallo del metodo della bottiglia o del raggio. La misura è ancora imprecisa, MESSENGER non era progettato per raccogliere questo tipo di dati, tuttavia la capacità di ottenere misure di questo tipo è impressionante.

"Vogliamo costruire un veicolo spaziale con uno strumento in grado di effettuare misure di precisione della vita media dei neutroni," spiega Wilson.

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