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spallationneutronsourceUn team di fisici italiani e cinesi guidato da ricercatori dell’Infn ha misurato per la prima volta il raggio di distribuzione dei neutroni nel nucleo di un atomo impiegando i neutrini come sonde. La misura è stata condotta su nuclei di cesio analizzando gli urti dei neutrini con i neutroni e ha importanti implicazioni per lo studio della materia oscura. La comprensione del processo di interazione tra i nuclei e i neutrini è infatti al cuore del funzionamento dei grandi esperimenti impegnati nella caccia alla materia oscura come Xenon e DarkSide ai laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Infn e dei futuri rivelatori Lz e Darwin. Il risultato è stato raggiunto analizzando i dati dell’esperimento Coherent alla Spallation Neutron Source (Sns) dell'americano Oak Ridge National Laboratory, nel Tennessee. La ricerca è pubblicata oggi su Physical Review Letters.

"Questo studio ha mostrato che è possibile ricavare informazioni preziosissime sulla disposizione spaziale dei neutroni all'interno dei nuclei utilizzando la diffusione coerente dei neutrini”, spiega Matteo Cadeddu, ricercatore Infn della sezione e dell’Università di Cagliari. “Questo processo è stato predetto teoricamente più di 40 anni fa, ma è stato osservato sperimentalmente solo lo scorso anno. Ora abbiamo un'arma in più per sondare la parte meno conosciuta dei nuclei: la distribuzione dei neutroni”, conclude Cadeddu.

"Oltre a essere un test cruciale per i modelli nucleari, la conoscenza della distribuzione di neutroni nel nucleo fornisce informazioni sulla materia nucleare con un ruolo importante in diversi processi fisici, come ad esempio gli urti di ioni pesanti studiati al Cern", aggiunge Carlo Giunti, ricercatore della sezione Infn di Torino. “Inoltre è anche di grande interesse astrofisico, perché permette di capire meglio alcune proprietà delle stelle di neutroni complementari con altre informazioni ottenute sulle stesse stelle con altre metodologie". [Eleonora Cossi]

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