Quando i ricercatori hanno scoperto un legame insolito tra brillamenti solari e la variazione della costante di decadimento degli elementi radioattivi sulla Terra é partita una ricerca scientifica che potrebbe finire per riscrivere alcune delle leggi della fisica.
Di DAN STÖBER
E’ un mistero che si è presentato inaspettatamente: Il decadimento radioattivo di alcuni elementi nei laboratori sulla Terra sembrava essere influenzato dall’attività solare, a 150 milioni di chilometri.
Com’é possibile?
I ricercatori dell’ Università di Stanford e di Purdue credono che sia davvero possibile. Ma la loro spiegazione di come ciò possa avvenire é un altro mistero.
C’ è la possibilità che questo effetto inaspettato sia causato da una particella sconosciuta emessa dal sole. “Sarebbe davvero notevole”, ha detto il professore Peter Sturrock della Stanford, esperto di fisica solare.
La storia inizia, in un certo senso, nelle aule di tutto il mondo, dove si insegna agli studenti che il tasso di decadimento di uno specifico materiale radioattivo è costante. Questa proprietà degli isotopi radioattivi, è utilizzata per esempio, dagli antropologi per datare manufatti antichi con il carbonio-14, oppure quando i medici devono calibrare la giusta dose di radioattività per curare i malati di cancro.
Numeri casuali
Ma il fatto che, “il tasso di dimezzamento sia costante”, è stato contestato in modo inaspettato da un gruppo di ricercatori della Purdue University, che al tempo erano più interessati a trovare un buon generatore numeri casuali che a studiare il decadimento nucleare degli isotopi radioattivi.(Gli scienziati usano lunghe sequenze di numeri casuali per una serie di calcoli, ma sono difficili da produrre, in quanto il processo utilizzato per produrre i numeri ha una influenza sul risultato).
Ephraim Fischbach, professore di fisica presso la Purdue, stava utilizzando il tasso di decadimento radioattivo di diversi isotopi, come possibile fonte di numeri casuali generati in modo da non richiedere alcun intervento umano. (Per fare un esempio, un certo quantitativo di cesio radioattivo-137, decade con un tasso costante nel complesso, ma i singoli atomi all’interno della massa decadranno in modo imprevedibile, con un pattern casuale. In questo modo la differenze di tempo tra i “tick” casuali di un contatore Geiger posto vicino al cesio potrebbe essere utilizzate per generare numeri casuali.)
In definitiva i ricercatori hanno trovato che i tassi di decadimento misurati, non sono in linea con dati pubblicati relativi agli isotopi specifici e questo é molto strano per presunte costanti fisiche.
Controllando i dati raccolti al Brookhaven National Laboratory di Long Island e al Federal Physical and Technical Institute in Germania, é venuto fuori qualcosa di ancora più sorprendente: l’ osservazione a lungo termine del tasso di decadimento di silicio-32 e radio-226 sembra mostrare una piccola variazione stagionale .
Il tasso di decadimento è stato leggermente più veloce in inverno che in estate.
Questa é vera e propria fluttuazione? Oppure é solo un problema tecnico negli equipaggiamenti utilizzati per misurare il decadimento radioattivo … forse causato dal cambiamento delle stagioni, con i cambiamenti che accompagnano di temperatura e umidità.
Sturrock ha commentato così l’ accaduto: ” Eravamo tutti convinti che i tassi di decadimento fossero costanti e quindi pensavamo che fossero solo errori sperimentali “.
Il sole si fà sentire.
Il 13 dicembre 2006, il sole stesso ha fornito un indizio cruciale, quando un brillamento solare ha inviato un flusso di particelle e radiazioni verso la Terra.
Jere Jenkins ingegnere nucleare dell’ Università di Purdue durante la misurazione del tasso di decadimento di manganese-54, un isotopo con breve emivita, che viene utilizzato nella diagnostica medica, notò che il tasso di decadimento calò leggermente durante il flare, una diminuzione che è iniziata circa un giorno e mezzo prima del flare.
Se questa relazione apparente tra flares e i tassi di decadimento é vera, si potrebbe utilizzare come metodo di previsione dei brillamenti solari prima del loro verificarsi, che potrebbe aiutare a prevenire danni ai satelliti e reti elettriche, oltre a salvare la vita degli astronauti nello spazio.
L’ anomalia del tasso di decadimento registrata in quella notte in Indiana , provava che qualcosa prodotto dal sole, aveva viaggiato nello spazio e attraversato la Terra per raggiungere i rivelatori di Jenkins .
Che cosa può essere stato emesso dal flare per avere un effetto del genere?
Jenkins e Fischbach hanno ipotizzato che che i colpevoli di questo disturbo nel tasso di decadimento erano probabilmente i neutrini solari, le fantomatiche particelle quasi senza peso, veloci quasi quanto la luce e che possono attraversare il mondo fisico, ovvero gli esseri umani, rocce, oceani e pianeti praticamente senza interazione.
In una serie di articoli pubblicati in Astroparticle Physics , Nuclear Instruments and Methods in Physics Research and Space Science Reviews, Jenkins, Fischbach e i loro colleghi hanno dimostrato che difficilmente le variazioni osservate nei tassi di decadimento, potessero provenire da influenze ambientali sul sistema di rilevazione.
Motivo di sospetto
Le loro scoperte rafforzano la tesi secondo cui le oscillazioni dei tassi di decadimento strano sono stati causati da neutrini dal sole. I tassi di decadimento altalenanti, sembravano essere in sintonia con l’orbita ellittica della Terra, e questi variano quando la Terra si avvicina al Sole ( perché esposta a più neutrini ) e poi quando si allontana.
Quindi c’era una buona ragione per sospettare il sole, ma potrebbe essere dimostrata?
A questo punto un aiuto viene da Peter Sturrock della Stanford. Durante una visita alla National Solar Observatory, in Arizona, Sturrock viene informato della scoperta fatta dai ricercatori della Purdue.
Sturrock sapeva per lunga esperienza che l’intensità del bombardamento di neutrini verso la Terra, varia in maniera regolare seguendo la rotazione del sole. Il suo consiglio ai ricercatori della Purdue: cercare le prove che la variazione nel decadimento radioattivo della Terra cambia con la rotazione del sole.”Questo è quello che ho suggerito. E questo è quello che abbiamo fatto.”
Una sorpresa
Controllando i dati sul decadimento radioattivo dal laboratorio di Brookhaven, i ricercatori hanno trovato uno schema ricorrente di 33 giorni. E ‘stata una sorpresa, dato che la maggior parte delle osservazioni solari mostrano un modello di circa 28 giorni – il tasso di rotazione della superficie del sole.
La spiegazione? Il nucleo del sole a quanto pare gira più lentamente della superficie che vediamo ed é qui che avvengono le reazioni nucleari che producono neutrini. “Può sembrare illogico, ma tutto fa pensare che il nucleo ruoti più lentamente rispetto al resto del sole”, ha detto Sturrock.
Tutte le evidenze indirizzano verso una conclusione che é il Sole a “comunicare” con isotopi radioattivi sulla Terra, ha detto Fischbach.
Ma c’è una domanda piuttosto grande rimasta senza risposta. Nessuno sa come i neutrini possano interagire con i materiali radioattivi e riuscire cambiare la loro velocità di decadimento.
“Non ha senso in base alle idee convenzionali”, ha commentato Fischbach.Jenkins ha aggiunto: “Quello che stiamo suggerendo è che un qualcosa che in realtà non interagisce con nulla sta cambiando qualcosa che non può essere cambiata”.
Sturrock concorda: “E ‘un effetto ancora inspiegabile “. “I teorici stanno cominciando a dire: ‘Che cosa sta succedendo?’ Ma è quello che i dati indicano. E ‘una sfida per i fisici e una sfida anche per il popolo solare “.
Se la particella misteriosa non è un neutrino, “Dovrebbe essere qualcosa che non conosciamo, una particella sconosciuta emessa dal sole che ha questo effetto sugli isotopi radioattivi, e questo fatto sarebbe ancora più notevole”, ha detto Sturrock.
Articolo scritto da Chantal Jolagh, “science-writing intern at the Stanford News” .
Note :
L’articolo originale ha una vena vagamente poliziesca e si nota lo sforzo dell’autore di renderlo digeribile anche ai profani …
http://news.stanford.edu/news/2010/august/sun-082310.html
P.S. Spero di aver fatto una traduzione decente …
Luci0 gabsan Gabriele Santanché
Interessatissimo Lucio.Ciao buona giornata.
giorgio(Quote) (Reply)
Diceva qualcosa sul tipo di decadimento considerato (Alfa, beta, gamma, tutti e tre? )
Sicuramente i neutrini sono la cosa più abbondante che ci arriva dal Sole…
Chissà che non si debba riscrivere qualche paragrafo sull’interazione debole 😉 O forse anche un pò più in la…
Ciao
Luca
nitopi(Quote) (Reply)
ottimo articolo veramnete un piacere leggerlo. da stampare e conservare
Andrea b(Quote) (Reply)
Molto affascinante. E’ proprio vero che tutto l’universo è in un qualche modo collegato, come dice Michele…
sbergonz(Quote) (Reply)
EEELMAR ! CI SEIIII?????
Ciao
Luca
nitopi(Quote) (Reply)
Una diminuzione del tasso di decadimento iniziata 1 giorno e mezzo prima del flare……e questi si sconvologono…quando la bellezza di 30 anni fa Aspect aveva già mostrato la strada…
Gli scienziati sono come i paranoici che si muovono in maniera circospetta nei confronti del creato, imboccano la strada più lunga per avvicinarsi e prendere confidenza, si mettono i guanti prima di stringere la mano….
charlienonfasurf(Quote) (Reply)
Ciao Luci0,
mi sembrava di averlo già letto questo articolo…
http://marcolarosa.blogspot.com/2011/01/il-sole-sta-modificando-il-tasso-di.html
interessante è anche leggere il profilo dell’accademico in questione.
http://en.wikipedia.org/wiki/Peter_A._Sturrock
zambo(Quote) (Reply)
Se fosse vero e si scoprisse la relazione , ciò potrebbe anche portare a riscrivere la storia della terra e del sistema solare.Se un ” picco d’attività ” ha portato un rallentamento nel decadimento , mi viene logico supporre che le datazioni delle rocce con gli isotopi siano in realtà sbagliate e la terra è più vecchia di quel che si pensa, sempre se il sole era più attivo nel passato che adesso e sempre se il mio ragionamento ha senso 🙂
Fabiox(Quote) (Reply)
@Fabiox
Non sta aumentando l’attività solare? (sempre sui tempi geologici, chiaramente…)
man mano che passa il tempo, diventa più instabile…
Ciao
Luca
nitopi(Quote) (Reply)
L’ articolo é del 2010 e in effetti mi sono messo a tradurre l’articolo originale prima di aver controllato … l’ ho scoperto quando ormai ero a metà strada … dopo lo sconforto mi sono fatto coraggio e ho portato a termine la traduzione !
Luci0(Quote) (Reply)
Un effetto potrebbe essere che l’attività vulcanica aumenta durante i periodi di minimo solare a causa del decadimento “accellerato” degli isotopi radioattivi. E questo sembra essere in linea con gli effetti che si riscontrano durante le fasi di minimo.
I flares potrebbero provocare una frenata brusca al motore “Atomico della Terra” che reagirebbe quasi istantaneamente con terremoti o altre instabilità …
Luci0(Quote) (Reply)
@nitopi
Ah non saprei.Se consideriamo l’irraggiamento o cmq l’energia liberata , credo fosse più attivo in passato dato che il rapporto tra H ed He era a favore del primo elemento , dunque magari la fusione interna era più forte ( penso io ).
Se invece consideriamo le variazioni d’attività allora hai ragione te.Le fluttuazioni aumentano nel tempo.
Però , se non sbaglio , nel passato il clima terrestre è sempre stato più caldo eccetto periodi glaciali vari , ma dal precambriano fino al mesozoico almeno mi sà che faceva molto più caldo anche se magari non dipendeva solo dal sole
Fabiox86x(Quote) (Reply)
Poi , riguardo la datazione con radioisotopi, bisogna vedere di che percentuale varia la velocità di decadimento.Magari han rilevato una variazione ma davvero minima.
Fabiox86x(Quote) (Reply)
@Fabiox86x
Fabio, forse il ragionamento parte da presupposti sbagliati.
Cioe’… si sa che almeno negli ultimi 400.000 anni, il pianeta Terra ha vissuto LUNGHI periodi “freddi” intervallati da BREVI periodi “caldi”.
Se ammettiamo per ipotesi che il “caldo” e il “freddo” sono dovuti all’attivita’ solare, allora quest’ultima e’ stata “bassa” per LUNGHI periodi… intervallati da BREVI periodi di “bassa” attivita’.
Ne consegue che, se fosse vera la variazione della velocita’ in modo inversamente proporzionato all’attivita’ solare, la datazione dei periodi “caldi” e “freddi” va riscritta (Luigi Lucato ed io stiamo preparando un articolo a riguardo).
Ora, quello che possiamo ipotizzare, e’ che il prossimo futuro possa in qualche modo “rispecchiare” l’andamento medio delle epoche passate. Se questo e’ vero, allora quello che ci aspetta e’ un futuro “freddo” per molte migliaia di anni.
Qui si dividono le strade…
….da un lato c’e’ chi afferma che l’intero pianeta si raffredda….
….dall’altro c’e’ chi, come il sottoscritto, sottolinea che la temperatura media resta pressoche’ costante ma a variare e’ la “posizione” ed estensione delle calotte glaciali.
Se e’ vera la variazione di velocita’ del decadimento degli isotopi radioattivi, allora questi “teoricamente” vengono influenzati dai neutrini. Cio’ che viene “alterato” si trova all’interno del pianeta e non in superficie…. e se cio’ e’ vero, potrebbe modificare in modo piu’ o meno evidente la conformazione e la potenza del Campo Magnetico Terrestre.
Troppe supposizioni, al momento, ma sono fermamente convinto che e’ la variazione del CM che provoca variazioni significative del clima.
Bernardo Mattiucci(Quote) (Reply)
Come può la radioattività influenzare un campo elettromagnetico ?
Ad ogni modo penso che la velocità di decadimento abbia comunque dei limiti nel senso che non può ne accelerare ne decelerare più di un tot data la natura delle particelle e del fenomeno stesso e comunque nell articolo dice che in inverno và più lenta perchè la terra è più vicina al sole quindi riceve più neutrini ( a me pare che dica questo )
Comunque loro han fatto osservazioni solo su isotopi del silicio e radio che non vengono usati nelle datazioni geologiche quindi il discorso sulla durata dei periodi geologici salta , almeno che non si scopra che il decadimento varia davvero e per tutti i radioisotopi
Fabiox(Quote) (Reply)
Ricordate Giorgio Piccardi…..
http://www.rexresearch.com/piccardi/piccardi.htm
Adolfo Giurfa(Quote) (Reply)
Facile da capire se si accetta che non esiste una nuetral carico assoluto, se qualcosa è veramente neutrale non esiste.
http://www.giurfa.com/ilcampounificato.pdf
Adolfo Giurfa(Quote) (Reply)
Sturrock concorda: “E ‘un effetto ancora inspiegabile “. “I teorici stanno cominciando a dire: ‘Che cosa sta succedendo?’ Ma è quello che i dati indicano. E ‘una sfida per i fisici e una sfida anche per il popolo solare “.
http://www.giurfa.com/il_campo_unificato.pdf
Adolfo Giurfa(Quote) (Reply)
Fabiopx, le osservazioni sono effettivamente ancora poche… ma se fosse confermato una base scientifica ci sarebbe e questo implicherebbe tante cose.
Come puo’, una radioattivita’ influenzare un campo elettromagnetico e’ presto detto:
il CM viene prodotto dal movimento dei flussi all’interno del nucleo e del mantello (o qualcosa del genere) e normalmente il movimento di una massa fluida o liquida o gassosa puo’ generarsi per 2 sole cause:
1) gravita’
2) differenza di pressione e/o temperatura
Una variazione di radioattivita’ puo’ modificare la “temperatura” dell’ambiente nel quale questi flussi vengono a generarsi… e come conseguenza, verrebbe a modificarsi qualche parametro del campo elettromagnetico.
Il discorso dei neutrini… effettivamente quello che dicono SEMBRA essere piu’ o meno che durante l’inverno, ovvero con una ridotta distanza tra SOLE e TERRA e quindi un numero di neutrini maggiori (che diminuiscono con la distanza), la velocita’ di decadimento degli isotopi radioattivi diminuisce. Dicono anche pero’ che durante i periodi di quiete solare, tale velocita’ aumenta. Questo significa che aumenta il decadimento… e quindi che noi, andando a determinare l’eta’ delle rocce andando a misurare proprio quel decadimento, pensiamo che siano passati PIU’ ANNI di quanto sia accaduto effettivamente.
I tempi quindi vengono ad essere sballati… le tabelle e i grafici vanno riscritti… come stiamo facendo Luigi ed io. Ma di quanto ancora non e’ molto chiaro. Al momento stiamo ancora a livello di bozza…. anche se, sinceramente, tale bozza ci sembra gia’ sufficiente a capire tante cose.
Il resto lo leggerete nell’articolo…
Bernardo Mattiucci(Quote) (Reply)