Miezul fierbinte al Pământului
Un experiment internaţional desfăşurat in adancul unui munte din Italia a „privit” spre interiorul Pămantului şi a confirmat in premieră că miezul Pămantului este fierbinte datorită reacţiilor de dezintegrare nucleară ce au loc acolo. Amprenta descoperită a fost reprezentată de neutrini creaţi chiar in interiorul Pămantului, anume geoneutrinii.
Că Pămantul are un interior fierbinte o ştim prea bine: un miez lichid de fier care rotindu-se creează un camp magnetic planetar, fără de care radiaţiile cosmice ar distruge viaţa de pe Terra; o manta de rocă lichidă pe care plutesc plăcile tectonice, ale căror coliziuni creează continente, munţi, cutremure şi erupţii vulcanice; energia geotermală care sperăm să contribuie la coşul nostru zilnic de electricitate şi căldură. De ce Pămantul este fierbinte la interior, spre deosebire de exemplu de Lună, oamenii de ştiinţă bănuiau: depozite de atomi radioactivi precum uraniul şi toriu care, prin dezintegrare, creează energie in interiorul Pămantului.
Ce sunt neutrinii
Dovada experimentală a venit insă abia luna trecută, de la colaborarea internaţională Borexino din laboratorul subteran Gran Sasso (Munţii Apenini, Italia). Cercetătorii au folosit detectorul Borexino pentru a „vedea” particulele elementare denumite neutrini care veneau din spaţiu, de la reactoare nucleare şi din interiorul Pămantului. Cu o precizie excelentă a măsurătorii, aceştia au arătat că, fără niciun dubiu, se creeză neutrini chiar şi in interiorul Pămantului. Este tocmai amprenta reacţiilor de dezintegrare a uraniului şi toriului care erau mult aşteptate ...
După cum ne spune şi numele de „neutrini”, nume de origine italiană, neutrinii sunt particule elementare asemenea electronilor, numai că sunt neutri din punct de vedere electric şi cu o masă mult mai mică decat a electronilor. Aceştia au fost prezişi teoretic in anul 1934 tocmai pentru a explica dezintegrările radioactive prin care un neutron se transforma intr-un proton şi electron. In acest proces, părea că energia nu se conservă. Dar fizicianul italian Enrico Fermi a propus că, de fapt, energia este conservată, numai că aparenta energie lipsă este transportată de o nouă particulă elementară. Aceste particule elementare erau neutrinii. Aceştia ar interacţiona atat de slab cu materia obişnuită, incat ar scăpa nedetectaţi.
Un experiment dificil
Tocmai de aceea a observa experimental neutrini este foarte dificil, iar ei au fost descoperiţi experimental abia in 1956 in urma fenomenului invers, atunci cand neutrini ce bombardau materie produceau inapoi electroni. De fapt, electronii şi neutrinii formează o pereche de particule care se pot transforma unele in altele. Atunci cand apare unul, dispare celălalt.
Intre timp, s-a mai descoperit că electronul are doi fraţi mai mari, particulele mu şi tau, iar fiecare din acestea are propriul ei tip de neutrino. Neutrinii sunt particule foarte misterioase, dar ceea ce ştim deja despre neutrini ne-a invăţat foarte multe despre Univers.
De exemplu, ştim că neutrinii apar mereu cand au loc interacţii bazate pe forţa slabă (denumirea de „slabă” este in total acord cu interacţia foarte slabă a neutrinilor cu materia obişnuită – miliarde de neutrini din Cosmos trec prin corpul nostru in fiecare secundă şi nu ii simţim pentru că nu interacţionează cu corpul nostru).
Forţa slabă este una din cele patru forţe elementare ale Universului, alături de forţa tare, forţa electromagnetică şi forţa nucleară. Această forţă fundamentală este cea care aduce la viaţă visul alchimiştilor, acela de a transforma materia in aur. Forţa slabă este tocmai cea care permite transformarea elementelor chimice unele in altele, căci ea permite transformarea neutronilor in protoni şi invers. Iar amprenta unei reacţii de acest sens este emiterea de neutrini.
Confirmarea teoriei
Un detector de neutrini vede neutrini ce provin din spaţiul cosmic, de la reactoarele nucleare de pe Pămant şi din interiorul Pămantului, toţi la un loc. Numai că primele două numere sunt cu mult mai mari decat cel de-al treilea, astfel incat era foarte greu de arătat experimental că o mică parte din neutrinii observaţi sunt produşi chiar in centrul Pămantului.
Dar colaborarea internaţională a detectorului Borexino tocmai aceasta a reuşit. Cercetătorii din Italia, Franţa, Germania, SUA, Federaţia Rusă şi Polonia au instalat un detector performant de 300 de tone in inima munţilor Apenini din Italia, la laboratorul Gran Sasso şi au observat pentru prima dată neutrini produşi chiar in miezul Pămantului. Aceştia au descoperit practic geoneutrinii şi au confirmat experimental teoria că energia imensă din miezul Pămantului provine din dezintegrări nucleare in miezul Pămantului.
Adrian Buzatu, doctorand in fizica particulelor elementare la universitatea McGill, Montreal, Canada şi fondator şi coordonator al portalului de popularizare a ştiinţei [Only registered and activated users can see links. Click Here To Register...]. Puteţi citi mai multe detalii despre experimentul Borexino in numărul din mai al revistei CERN Courier.
[Only registered and activated users can see links. Click Here To Register...]
