Problema cosmologico del litio, passo avanti verso la risoluzione

Uno dei tanti misteri dell’universo è rappresentato dalla presenza del litio: esiste infatti una netta differenza tra la quantità di litio che i modelli cosmologici attuali teorizzano e quella che vediamo attualmente. Questo “problema cosmologico del litio” arrovella le menti di diversi scienziati da decenni.
Un nuovo studio, condotto da ricercatori del centro per gli studi nucleari dell’Università di Tokio (insieme a colleghi provenienti da altri istituti), non risolve il mistero ma perlomeno riduce questa discrepanza del 10%, un ottimo progresso verso una eventuale risoluzione.

Gli approcci teorici attuali, infatti, prevedono che, entro i primi sei minuti dallo scoppio del Big Bang, doveva esserci una quantità di litio almeno tre volte più grande di quella che osserviamo. Come spiega Seiya Hayakawa, uno dei ricercatori che ha guidato lo studio insieme al professore Hidetoshi Yamaguchi, poco dopo il Big Bang si sono formati alcuni degli elementi comuni che conosciamo, idrogeno, elio, litio e berillio. Questo complesso processo di formazione dei primissimi elementi è denominato nucleosintesi del Big Bang. In particolare una forma di litio, il litio-7, l’isotopo più comune del litio, sembra apparire, negli approcci teorici, in quantità tre volte maggiore rispetto alle osservazioni.

Nel nuovo modello sviluppato dai ricercatori dell’istituto giapponese, il berillio-7 e un neutrone decadono in litio-7 e un protone. Ne risulta una quantità di litio un po’più bassa di quanto stimato dalle teorie precedenti, circa il 10% in meno, come spiega lo stesso Hayakawa nel comunicato apparso sul sito dell’Università di Tokio: “Questa è una reazione molto difficile da osservare poiché il berillio-7 e i neutroni sono instabili. Quindi abbiamo usato il deuterone, un nucleo di idrogeno con un neutrone in più, come nave per contrabbandare un neutrone in un raggio di berillio-7 senza disturbarlo. Si tratta di una tecnica unica, sviluppata da un gruppo italiano con cui collaboriamo, in cui il deuterone è come il cavallo di Troia del mito greco, e il neutrone è il soldato che si insinua nell’inespugnabile città di Troia senza avvisare le guardie (destabilizzando il campione). Grazie al nuovo risultato sperimentale, possiamo offrire ai futuri ricercatori teorici un compito leggermente meno arduo quando cercano di risolvere il problema cosmologico del litio”.[1]

Note e approfondimenti

  1. Closing the gap on the missing lithium | The University of Tokyo (IA)
  2. Constraining the Primordial Lithium Abundance: New Cross Section Measurement of the 7Be + n Reactions Updates the Total 7Be Destruction Rate – IOPscience (IA) (DOI: 10.3847/2041-8213/ac061f)

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