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n_TOF inserisce un nuovo tassello nel puzzle del problema del Litio cosmologico

La collaborazione n_TOF ha pubblicato i risultati ottenuti nello studio della reazione 7Be(n,?)He4, mai misurata in precedenza e di interesse per la produzione di Litio nel corso della Nucleosintesi primordiale.

La teoria che studia la produzione dei nuclei durante i primi istanti di vita dell'universo, la Big Bang Nucleosynthesis (BBN), afferma che gli elementi più leggeri ed abbondanti (idrogeno, elio e litio) si sono formati nel corso dei primi tre minuti successivi al Big Bang. Se teoria e dati osservati sono in ottimo accordo per quanto riguarda idrogeno ed elio, la quantità di litio osservata risulta tre volte inferiore rispetto alla previsione. Questa discrepanza prende il nome di problema del Litio cosmologico.

Una possibile spiegazione di questa discrepanza è collegata alla trasformazione dell'isotopo radioattivo 7Be in Litio. L'abbondanza di Litio risulta infatti regolata dalla produzione e distruzione del 7Be; ad una maggiore distruzione di 7Be si accompagnerebbe una minore produzione di Litio. In pratica una possibile spiegazione del problema cosmologico del Litio potrebbe essere legata ad una sottostima della distruzione di 7Be primordiale, in particolare grazie a reazioni indotte da neutroni.

Le difficoltà indotte dalla vita molto breve del 7Be e dalla bassa sezione d'urto sono state superate ad n_TOF grazie alla combinazione di un elevato flusso di neutroni disponibile nella nuova sala sperimentale (EAR2) e  della disponibilità di una quantità sufficiente di 7Be chimicamente puro.

I risultati riportati mostrano l'inadeguatezza delle sezioni d'urto stimate, attualmente utilizzate nei calcoli di BBN; in particolare i valori misurati sono inferiori di un fattore dieci, lasciando così irrisolto il problema del Litio cosmologico.

Ultimo aggiornamento: 28/11/2018 

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Immagine nella testata della pagina: raffigurazione artistica di tracce del passaggio di particelle nella BEBC, Big European Bubble Chamber (Copyright CERN).