ROMA – L’esperimento Boxerino dei Laboratori del Gran Sasso ha osservato per la prima volta le reazioni nucleari che si svolgono nel cuore delle stelle. Studiando i neutrini a bassissima energia che vengono prodotti dalle fusioni nucleari si sono osservate reazioni fino ad oggi solo ipotizzate per il motore stellare. L’Istituto nazionale di fisica nucleare, Infn, in collaborazione con Stati Uniti, Germania, Francia e Russia, ha impegnato circa 1000 tra fisici, ingegneri e tecnici.
Il Sole e le stelle con dimensioni simili producono energia attraverso la reazione nucleare chiamata “pp”, in cui due protoni si fondono formando un nucleo di deuterio, isotopo dell’idrogeno, innalzando le temperature interne delle stelle fino a10 milioni di gradi. Per stelle più massive del Sole la reazione pp non produce abbastanza energia, allora i processi di fusione nucleare coinvolgono elementi più pesanti che sono nuclei di carbonio, azoto e ossigeno. Tale reazione di fusione detta CNO permette alle temperature di raggiungere i 18 milioni di gradi, necessari perché la stella non collassi gravitazionalmente sotto il suo peso.
Le reazioni di fusione costituiscono il motore delle stelle, ma fino ad oggi osservarle in maniera diretta era stato impossibile. Boxerino invece ha eprmesso di abbattere questa frontiera, mostrando nei suoi reattori l’evidenza sperimentale delle reazioni pp attraverso l’osservazione di una reazione “figlia”, cioè una reazione nucleare che si innesca nella catena prodotta dalla reazione pp. Anche la reazione Cno è stata osservata, seppur in maniera molto limitata. Tali risultati hanno permesso di confermare le teorie del Modello Solare.
L’esperimento è costituito da una cupola di 16 metri quadri di diametro al cui interno sono stratificati diversi settori come in una sorta di “matrioska”. Ben 2.100 tonnellate di acqua schermano le emissioni radioattive delle rocce e dell’ambiente ed i raggi cosmici residui che attraversano i 1400 metri di roccia del Gran Sasso, sotto il quale si trova Boxerino.
Nell’acqua è “immersa” una sfera di acciaio con 2200 fotomoltiplicatori, strumenti che rivelano i lampi di luce provocati dall’interazione dei neutrini con le particelle nell’acqua, e al cui interno si trovano circa 1000 tonnellate dell’idrocarburo pseudocumene, che funge da schermante. Il cuore dell’esperimento è una sfera di nylon di 300 tonnellate contenente liquido scintillante. Il sistema funziona come un vecchio flipper e misura la luce emessa dagli scontri tra le particelle ed i neutrini.