I geo-neutrini: un nuovo mezzo per studiare la struttura della Terra

Prof. Gianpaolo Bellini
Dipartimento di Fisica, Università di Milano
INFN Sezione di Milano

ABSTRACT: Lo studio della crosta terrestre e i modelli geologici prevedono che i decadimenti radioattivi presenti nella crosta e nel mantello della Terra contribuiscano in modo importante alla produzione del calore terrestre. Dato gli scarsi mezzi a disposizione le previsioni geologiche sono molto incerte. La misura del flusso degli antineutrini emessi in questi decadimenti radioattivi è attualmente il solo mezzo per determinare il contributo radiogenico al calore terrestre nel mantello. Tale misura è attualmente possibile in due esperimenti: Borexino e Kamland, locati il primo sulla crosta continentale (Gran Sasso) e il secondo su quella oceanica (Kamioka). I fondi piú importanti per tale misura sono dovuti agli antineutrini emessi dai reattori e agli eventi prodotti dalla radioattività naturale presente nel rivelatore, che possono mimare gli eventi di geoneutrino. Rispetto ad ambedue questi fondi Borexino è molto avvantaggiato sia per il basso flusso di antineutrini da reattore nel sito del Gran Sasso sia per il bassissimo livello radioattivo, mai ottenuto in altri esperimenti. Le misure fatte da Borexino e da Kamland forniscono un evidenza molto robusta dell'esistenza dei geo-neutrini; la statistica non è per ora sufficiente per discriminare fra i vari modelli geologici, eccetto che per l'esistenza di reattori nucleari intorno al core della Terra, evidentemente sfavorita dai dati di Borexino.