Problema dei neutrini solari: differenze tra le versioni

Versione delle 22:18, 9 mag 2006

Versione delle 20:08, 10 mag 2006

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I valori esatti del flusso sono calcolati a partire da un modello stellare standard e valgono:

[[image:tabella_nu.jpg|center|frame|I flussi sono calcolati tramite il modello BS05(OP); i flussi sono dati in unità di <math>cm^{-2} s^{-1}</math>]]

== Il problema dei neutrini solari ==

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dove ''i'' indica il tipo di reazione che produce neutrini, ''x'' il tipo di rivelatore <math>\sigma</math> è la [[sezione d'urto]] del processo e <math>\phi</math> il flusso di neutrini.

Questa unità di misura è valida per gli esperimenti che usano metodi radiochimici, per quelli che usano lo [[scattering]] i risultati vengono dati in numero di neutrini per unità di tempo e di superficie, rapportati, normalmente, ad un modello solare standard.

La prima evidenza di questo problema si ebbe intorno alla fine degli anni '60, quando R. [[Davis]] mise in piedi il primo esperimento volto alla rilevazione dei neutrini solari, nella miniera di [[Homestake]], nel [[Sud Dakota]], [[Stati Uniti]].

Il motivo di porre l'apparato sperimentale è che il terreno fa da schermo per i [[raggi cosmici]].

Il rivelatore usato nell'esperimento fu il [[cloro]]-37: esso è presente con una abbondanza di circa il 25% in natura, inoltre il cloro è un elemento facilmente reperibile, assorbe neutrini ad energie non troppo alte (si possono rivelare i neutrini del ramo del [[boro]]-8), ed inoltre si ha una buona sezione d'urto per assorbimento. La reazione usata è l'inversa del decadimento del Ar-37:

<math>\nu_e + \; ^{37}Cl \rightarrow \; ^{37}Ar + e^-</math>

L'energia di soglia per la reazione è di circa 0,8 MeV, ciò che permette di rivelare (si confronti la figura contenente gli spettri dei neutrini previsti) la maggior parte dei neutrini che ci arrivano, salvo quelli della reazione ''pp''.

Il tempo di presa dati era sufficientemente lungo (da uno a circa tre mesi) da far si da avere una situazione di equilibrio (si noti che l'[[argon]] viene prodotto dal cloro, ma esso decade, con vita media di 35 giorni, in cloro).

Dopo il tempo di presa dati l'argon veniva estratto dalla soluzione, con efficienze di raccolta superiori al 95%.

Dalla configurazione dell'apparato sperimentale si otteneva che, ad un atono di argon ottenuto corrispondeva un tasso di cattura di 5,26 SNU, il valore del fondo aspettato per l'esperimento era di <math>0,4 \pm 0,16 SNU</math> per ogni ciclo di presa dati.

Questo esperimento restò in presa dati fino al 1994, ed il risultato totale della presa dati fu:

<math>\Phi_nu = 2,56 \pm 0,16 \pm 0,16 SNU</math>

contro un valore apsettato (calcolato sulla base del modello BP(05)) di:

<math>\Phi_\nu = 8,1 \pm 1,3 SNU</math>

Il risultato, quindi, mette in evidenza il fatto (conosciuto già negli anni '60 al tempo delle prime prese dati), che si ha un deficit di circa il 2/3 nel numero totale di neutrini rivelati ed è proprio questo deficit che è noto come ''problema dei neutrini solari''.