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LUNA riproduce la nucleosintesi del litio

Uno dei problemi ancora aperti dell’astrofisica riguarda la questione del litio. Infatti, la quantità di litio prevista nelle stelle non è quella che ci aspettiamo (post1; post2). Nonostante ciò, i calcoli sono esatti, così come è stato confermato per la prima volta da un esperimento recente condotto presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso che ha permesso di calcolare la percentuale di litio che si produce sotto certe condizioni estreme, come quelle che hanno caratterizzato, appunto, il Big Bang.

L’elemento litio, a parte l’idrogeno e l’elio, è uno dei tre elementi che si sono stati creati prima che si originassero le “prime stelle“. Questi tre elementi vennero già creati, secondo la teoria, attraverso la “nucleosintesi primordiale“. Ciò vuol dire che alcuni minuti dopo il Big Bang, protoni e neutroni si erano già uniti per formare i nuclei atomici di questi elementi. Oggi, un gruppo internazionale di ricercatori hanno riprodotto la nucleosintesi del litio grazie ad una serie di esperimenti realizzati con lo strumento LUNA (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics). Gli scienziati hanno sparato, si fa per dire, nuclei di elio sull’idrogeno pesante, noto come deuterio, in modo da raggiungere energie simili a quelle che erano presenti subito dopo il Big Bang per verificare quanto litio si forma in queste condizioni estreme. I risultati confermano le previsioni teoriche che, però, sono incompatibili con i dati relativi alla concentrazione di litio osservata nell’Universo. Grazie a questi nuovi risultati, quello che è noto come “problema del litio” rimane difficile da risolvere poichè tutti i dati sperimentali indicano che il modello della nucleosintesi primordiale è corretto. Tuttavia, alcune osservazioni mostrano che le stelle nella Via Lattea contengono solo il 50% di litio-7 rispetto a quanto previsto mentre altre osservazioni riportano più litio-6 in queste stelle rispetto alla teoria. Insomma, il passo successivo sarà quello di analizzare queste concentrazioni di litio più in dettaglio con l’esperimento LUNA per capire se queste quantità insolite potrebbero anche non essere dovute alla nucleosintesi primordiale.

HZDR: Measurement at Big Bang Conditions Confirms Lithium Problem

Physical Review Letters: First Direct Measurement of the H2(α,γ)Li6 Cross Section at Big Bang Energies and the Primordial Lithium Problem

arXiv: LUNA: a Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics