Accade tutto nei primi tre minuti. È in questo breve intervallo di tempo subito dopo il Big Bang che si formano gli elementi più leggeri e abbondanti dell'universo. Qualcosa, però, non quadra. Il litio. La stima dei modelli teorici è più abbondante di un fattore tre rispetto a quella dedotta dalle osservazioni. È il cosiddetto "problema del litio cosmologico". Persiste da 40 anni. Ma ora i fisici della collaborazione n_Tof al Cern di Ginevra, cui partecipano i ricercatori dell'Infn, lo hanno affrontato effettuando delle misure complesse sul berillio. I risultati sono stati pubblicati su Physical Review Letters. Per la sua importanza, inoltre, lo studio è stato selezionato dalla rivista come "editors' suggestion".
I ricercatori della collaborazione n_tof hanno scelto il berillio (7Be), perché è quasi esclusivamente dal suo decadimento che il litio cosmologico è prodotto nella cosiddetta nucleosintesi del Big Bang (Bbn, dall'inglese "Big Bang nucleosynthesis"). Una possibile spiegazione dell'abbondanza del litio è che nei modelli teorici sia sovrastimata la produzione di berillio. Oppure, che sia sottostimata la sua distruzione, in seguito a reazioni indotte da neutroni o particelle cariche.
"Abbiamo proposto e realizzato la misura della sezione d’urto di breakup in due particelle alfa. Si tratta di una misura molto complessa - sottolinea Massimo Barbagallo, fisico del Cern e della sezione Infn di Bari e primo autore dello studio - L’unico dato esistente su questa reazione è stato ottenuto, infatti, nel 1963 con neutroni termici (25 meV), al reattore di Ispra. La sezione d’urto alle energie di interesse per la BBN (20-200 keV) - aggiunge Barbagallo - era finora basata esclusivamente su estrapolazioni teoriche, ritenute incerte anche di un fattore dieci". L’apparato sperimentale, ad alta efficienza e selettività, è stato sviluppato dal gruppo INFN, in particolare presso i Laboratori Nazionali del Sud (LNS) di Catania. "Il nostro studio - spiega Barbagallo - ha dimostrato che, nel range d'interesse per la Bbn, la misura fornisce un valore dieci volte inferiore a quanto attualmente utilizzato nei modelli teorici, chiarendo in maniera inequivocabile che questo canale di reazione non è in grado di risolvere il problema del litio cosmologico. Il mistero, quindi, permane. Ma adesso abbiamo aggiunto un tassello in più nel puzzle del litio cosmologico. La sua soluzione - conclude il fisico - va, dunque, cercata in scenari alternativi". Secondo alcuni modelli, la risoluzione del problema del litio cosmologico potrebbe anche fornire un segnale di fisica oltre il modello standard.[Davide Patitucci]
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