Grazie a misure accurate della reazione nucleare che conduce alla produzione di elio leggero, è possibile risalire ad alcune proprietà dell’Universo determinate nei primi minuti dopo il Big Bang. Una reazione chiave del processo di produzione degli elementi chimici più leggeri, molto importante nei primi momenti di vita del nostro Universo, è quella per cui da un protone e un nucleo di deuterio (un isotopo dell’idrogeno) si ottiene l’elio-3 (un isotopo dell’elio), in simboli: D(p,γ)3He.
Questa reazione è stata indagata, con precisione e accuratezza mai raggiunte prima, dall’esperimento Luna (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics) ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare). Grazie alle misure di Luna è stato possibile affinare i calcoli della nucleosintesi primordiale, avvenuta pochi minuti dopo il Big Bang, ricavando informazioni sulla densità della materia barionica, ovvero la materia ordinaria di cui è composto tutto ciò che conosciamo. I risultati della misura di Luna, insieme a una discussione delle loro conseguenze cosmologiche, sono stati pubblicati sulla rivista Nature.
Il Dipartimento di Fisica dell’Università di Genova e la sezione locale dell’Infn, da sempre protagonisti nel progetto Luna, hanno avuto un ruolo chiave in questa misura, sia negli aspetti più tecnici e sperimentali, sia nella complessa analisi dei dati.
Gruppo di ricerca
UniGe: Pietro Corvisiero, Federico Ferraro, Paolo Prati (spokesperson nel periodo dell’esperimento).
Infn: Francesca Cavanna (ora Infn-Sezione di Torino), Sandra Zavatarelli (corresponding author)
Luna è una collaborazione scientifica internazionale composta da circa 50 ricercatori italiani, tedeschi, britannici e ungheresi. In particolare, collaborano all’esperimento: i Laboratori Nazionali del Gran Sasso, le sezioni Infn e le università di Bari, Genova, Milano Statale, Napoli Federico II, Padova, Roma Sapienza, Torino e l’Osservatorio di Teramo dell’Inaf Istituto Nazionale di Astrofisica per l’Italia; l’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf per la Germania, la School of Physics and Astronomy dell’Università di Edimburgo per il Regno Unito e il Mta-Atomki di Debrecen e il Konkoli Observatory di Budapest per l’Ungheria. A questo esperimento hanno partecipato anche il gruppo di fisica astroparticellare e cosmologia teorica dell’Università Federico II di Napoli e quello di fisica nucleare teorica dell’Università di Pisa.
Il futuro dell’esperimento Luna
L’esperimento Luna proseguirà la sua attività scientifica nel prossimo decennio con il progetto Luna-MV, focalizzato sullo studio di processi chiave per la composizione chimica dell’Universo e la nucleosintesi degli elementi più pesanti.
