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Dall'esperimento LUNA ai laboratori del Gran Sasso nuovi indizi sulla produzione di elementi pesanti nelle stelle

Come si producono gli elementi pesanti nelle stelle? La collaborazione LUNA (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics), che opera presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, ha di recente pubblicato su Physical Review Letters nuovi risultati che potrebbero aiutarci a rispondere a questa domanda che impegna fisici e astrofisici da decenni.

I risultati, frutto di una campagna sperimentale durata circa quattro anni, riguardano un particolare processo che porta alla produzione di neutroni a partire da un nucleo di carbonio-13 e un nucleo di elio. I neutroni, infatti, sono fondamentali per la produzione di elementi pesanti, in quanto possono essere facilmente “catturati” dai nuclei presenti nelle stelle, permettendo così la sintesi di elementi più pesanti del ferro come il Cadmio, il Tungsteno o il Piombo.

LUNA è l’unico esperimento che ad oggi è riuscito a misurare direttamente questo processo di produzione dei neutroni nella finestra energetica di interesse astrofisico. Questo è stato possibile grazie al bassissimo rumore di fondo che caratterizza i Laboratori Nazionali del Gran Sasso e avrà un grande impatto sulla previsione della formazione di una serie di elementi pesanti, la cui sintesi dipende fortemente dalla probabilità di questo processo.

L’esperimento LUNA proseguirà la sua attività scientifica nel prossimo decennio grazie al progetto in fase di realizzazione LUNA-MV, per cui Alessandra Guglielmetti è stata Principal Investigator, che riprodurrà in laboratorio i processi che avvengono nel cuore delle stelle di grande massa.

LUNA è una collaborazione internazionale di circa 50 ricercatori italiani, tedeschi, scozzesi ed ungheresi a cui partecipano l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare per l’Italia, l’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf per la Germania, il MTA-ATOMKI per l’Ungheria, la School of Physics and Astronomy, dell’Università di Edimburgo per il Regno Unito. In Italia collaborano all’esperimento: i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, le sezioni INFN e le Università di Bari, Genova, Milano Statale, Napoli Federico II, Padova, Roma La Sapienza, Torino e l’Osservatorio INAF di Teramo.

Nel Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli" di UNIMI è presente un gruppo di docenti e ricercatori che da molti anni collabora all'esperimento LUNA.

11 ottobre 2021
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