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.
Peter Sturrock |
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.
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”. source
Tradotto da Luci0 gabsan Gabriele Santanché source
Tratto da:http://silentobserver68.blogspot.it
Nessun commento:
Posta un commento