LARGE HADRON COLLIDER: PRONTI AL VIA!

A giorni, forse tra poco più di un mese inizierà l’operatività del più grande acceleratore di particelle mai costruito. L’LHC (Large Hadron Collider) è veramente il più grande e potente acceleratore di adroni mai realizzato al CERN e nel mondo. Gli adroni sono una famiglia di particelle alla quale appartengono i protoni, i neutroni ed altre particelle ancora formate da mattoni ancor più elementari i quark.

L’ultimo studio sulla sicurezza della struttura e sull’impatto ambientale, molto sentito nell’area abitativa del CERN e limitrofa, ha rivelato una quasi totale assenza di rischi. I comunicati stampa parlano con eccesso di ottimismo di “totale assenza” di rischi, ma io preferisco tenermi un po’ più largo. Nulla è matematicamente parlando assolutamente privo di rischi, specialmente quando si raggiungono energie talmente alte da essere paragonabili a quelle raggiunte durante le prime fasi della vita del nostro universo.

I fasci di adroni iniettati nell’LHC, collideranno l'uno contro l'altro dopo un periodo di accelerazione ad un’energia nel centro di massa di ben 14 TeV (teraelettronvolt), pari a 14.000 miliardi di elettronvolt, raggiungendo così un'energia che, stando alle teorie standard, potrebbero essere state raggiunte ad un milionesimo di milionesimo di secondo dopo il presunto atto di nascita dell’universo: il Big Bang.

Il collaudo dell’LHC, un anello di accelerazione di 27 km, posto ad una profondità compresa tra i 50 e 175 metri, e' iniziato a gennaio con il raffreddamento del primo degli otto settori a superconduzione. A giorni verrà completato il raffreddamento di tutti i settori, potranno così essere completati i test elettrici giusto in tempo per l’arrivo dei primi fasci di protoni.

Il sistema di contenimento e accelerazione del fascio dell'LHC, funziona grazie a più di 1200 dipoli magnetici superconduttori, in grado di guidare i protoni sino alla collisione finale. La temperatura di esercizio dei magneti sarà di circa -272° C. Mai prima d'ora è stata raggiunta una temperatura più bassa, più bassa della temperatura dello stesso spazio cosmico -270,3 °C. I fasci di protoni saranno preparati dalla catena di acceleratori già in funzione al CERN e poi iniettati nell'anello dell'LHC.

Gli esperimenti in linea: ATLAS e CMS permetteranno di rivelare la presenza del bosone di Higgs e di eventuali nuove particelle, LHCb e ALICE permetteranno invece di studiare la materia come se fossimo nei primi istanti di formazione dell’universo. C’è poi un quinto esperimento TOTEM (Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC) che permetterà di studiare le caratteristiche degli urti in LHC .

Sicuramente l’esperimento per il quale ho più curiosità di vedere come andrà a finire è ALICE (e speriamo che sia proprio nel paese delle meraviglie). ALICE è acronimo di Large Ion Collider Experiment. In ALICE verranno fatti collidere ioni pesanti, veri e propri nuclei atomici privi di elettroni, costituiti quindi solo da neutroni e protoni. L’alta energia raggiunta al momento della collisione è in grado di ricostruire uno stato quanto più simile a quello che doveva avere la materia solo un istante dopo la nascita dell’universo. In quel particolare stato, tutte le particelle elementari che formano i nuclei si scompongono formando un plasma di quark e gluoni, i primi sono i costituenti elementari dei neutroni e dei protoni e di tutte le particelle appartenenti alla famiglia degli adroni, i secondi sono invece la "colla", i mediatori della forza forte, detta anche “adronica”: una forza attrattiva a cortissima distanza d’interazione, dalla quale dipende il fatto che particelle come i protoni di ugual carica elettrica non schizzano via per effetto della repulsione elettrostatica coulombiana, ma stanno insieme formado i nuclei atomici. Lo studio di questo plasma primordiale potrà darci nuove è più approfondite informazioni sulla formazione della materia allo stato attuale e sulla natura dello spazio-tempo, connessa con lo stato energetico della materia stessa. Chissà che non si ottenga anche qualche indizio in più sulla natura della materia oscura o come qualcuno ha prospettato, sulla formazione di micro-black-hole?