Scienze

Nel cuore pulsante della Scienza

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21 Ottobre 2013
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Large Hadron Collider, l’acceleratore di particelle più grande e potente del mondo

Shan Newspaper era invitato al CERN Open Days 2013


“Where do we come from? Where are we going? What are we?”

Sono le domande che accolgono i visitatori del CERN di Ginevra, ponendoli di fatto di fronte al mistero del nostro universo.

La prima cosa che colpisce, arrivando al CERN, è la gigantesca sfera di fronte all’ingresso del centro di ricerca: il Globo della Scienza e dell’Innovazione, un omaggio della Confederazione elvetica al CERN in occasione del suo 50° anniversario. Un’opera ingegneristica la cui intelaiatura è costituita da archi in legno cilindrici e ricoperta da pannelli che offrono una volta magnifica, degna di una cattedrale.

Il Globo, che ospita la mostra permanente “L’universo delle particelle” - una suggestiva carrellata sui grandi temi affrontati dal CERN – accoglie i visitatori con le eterne domande: da dove veniamo? dove andiamo? che cosa siamo?

Questi grandi punti interrogativi sono la costante del più grande centro di ricerca del mondo. Mentre gli esperimenti del CERN trovano le conferme cercate da decenni, come la famosa scoperta dell’esistenza del bosone di Higgs che ha fruttato ai suoi scopritori il Nobel per la Fisica 2013, i grandi interrogativi rimangono lì a ricordare che la maggior parte di quello che stiamo cercando rimane ancora tutta da scoprire.


Rosalba Nattero intervista Valerio Grassi, senior researcher del CERN e co-scopritore del bosone di Higgs

Fondato nel 1954, il CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) con i suoi 20 Stati membri è un modello di collaborazione internazionale. A cavallo della frontiera franco-svizzera alla periferia di Ginevra, il CERN è il più grande laboratorio di fisica delle particelle al mondo.

Il Centro ha costruito l’acceleratore di particelle più grande e più potente del mondo: il Large Hadron Collider, LHC, un collisore di 27 km di circonferenza.

Arrivando al CERN si ha l’impressione di approdare su un nuovo pianeta. Un pianeta dove la Scienza, con la S maiuscola, è al servizio dell’uomo, di qualsiasi uomo. Non un argomento per una chiusa élite ma uno strumento per capire chi siamo, dove siamo, e soprattutto di che cosa siamo fatti.

L’universo del CERN è variegato quanto lo può essere un pianeta che vive di Scienza e che ha fatto della ricerca la sua ragione di esistere. Tutti gli scienziati che lavorano al CERN sembrano investiti di una sacra missione: quella di capire qualcosa di più di questo strano meccanismo che permette all’Universo, compresi noi stessi, di esistere. Ma non solo: il loro compito è anche quello di non tenere per sé le scoperte raggiunte, ma di divulgarle il più possibile.


L’esperimento ATLAS

In occasione dell’arresto degli acceleratori del CERN, programmato per la manutenzione che consentirà all’LHC di funzionare con un’energia ancora maggiore di quella attuale quando verrà riavviato nel 2015, il Centro ha organizzato un evento di quattro giorni, il “CERN Open Days”, aperto ai media e ai visitatori.

Un evento unico e un’occasione affascinante ed emozionante.

Nella nostra visita al CERN Open Days abbiamo avuto la preziosa guida di Valerio Grassi, senior researcher e co-scopritore del bosone di Higgs, che ci ha introdotti ai numerosi eventi di questa iniziativa. Una di queste, particolarmente interessante, era “Atlas Lego”, una competizione per i più piccini e non solo, per chi riusciva a realizzare un rivelatore fatto interamente di mattoncini Lego. È stato affascinante vedere bambini e ragazzi di tutte le nazionalità concentrati sul loro lavoro di costruzione, era come assistere alla nascita delle prossime generazioni di scienziati.

Come inviati di Shan Newspaper abbiamo avuto la fortuna di scendere nel cuore pulsante del CERN, calati a 100 metri di profondità, dentro il famoso acceleratore di particelle LHC, il più grande del mondo, e i suoi rivelatori come il non meno importante esperimento ATLAS.


ATLAS LEGO, uno degli eventi degli Open Days

Il Large Hadron Collider è installato in un tunnel di 27 km di circonferenza, scavato tra i 50 e i 150 metri sotto terra, e si estende tra le montagne del Giura francese e il lago di Ginevra. Questa macchina accelera due fasci di particelle a oltre il 99,9% della velocità della luce, per farli scontrare e creare una pioggia di nuove particelle, che i fisici analizzano e studiano.

Il progetto LHC impegna oltre 10.000 scienziati e ingegneri provenienti da 500 istituti e industrie di tutto il mondo. I componenti di LHC sono costruiti in molti paesi europei, ma anche in Canada, negli Stati Uniti, in Giappone, in India e in Russia.

LHC è balzato alla ribalta delle cronache nel luglio 2012, quando è stato scoperto il famoso “bosone di Higgs”. Una scoperta che i fisici delle particelle di tutto il mondo aspettavano con impazienza, e che potrebbe aprire nuovi e inaspettati orizzonti.

Proprio a seguito di questa scoperta, l’8 ottobre scorso è stato assegnato il Nobel per la Fisica ai ricercatori che hanno teorizzato ben 50 anni fa il famoso bosone: Peter W. Higgs e François Englert.

Ma se i due fisici hanno potuto fregiarsi del Nobel, il merito, oltre a loro, va certamente ai ricercatori del CERN che con LHC e i suoi rivelatori hanno trovato la conferma alla teoria di Higgs e Englert.


All’interno dell’ATLAS, a 100 metri di profondità

Se calarsi nel cuore del Large Hadron Collider è stato emozionante, la visita all’esperimento ATLAS non lo è stata da meno.

L’esperimento ATLAS, acronimo di “A Toroidal LHC ApparatuS”, è uno dei rivelatori di particelle costruiti per LHC. È lungo 46 metri con un diametro di 25 metri e pesa circa 7000 tonnellate. Al progetto partecipano approssimativamente 3000 scienziati ed ingegneri di 38 nazioni del pianeta. L'esperimento è progettato per osservare fenomeni che riguardano particelle pesanti che non sono mai state osservate usando gli attuali acceleratori a più bassa energia e per far luce su nuove teorie di fisica delle particelle oltre il Modello Standard.

Il suo ruolo è quello testare collisioni di protoni di energia straordinariamente alta allo scopo di indagare sulle forze di base che hanno plasmato il nostro Universo fin dall'inizio del tempo. Tra i problemi su cui indaga vi sono l'origine della massa, le altre dimensioni dello spazio, i buchi neri microscopici, la materia oscura presente nell’Universo.

L’esperimento ATLAS ha avuto un ruolo determinante nella conferma dell’esistenza del bosone di Higgs, infatti uno degli obiettivi principali era quello di investigare sull'ultimo pezzo mancante del Modello Standard, ossia il famoso bosone, scoperta che tramite il rivelatore ATLAS è avvenuta nel luglio 2012.


All’interno dell’LHC nel sottosuolo del CERN

Il lavoro del Large Hadron Collider, con la sua energia senza precedenti e l'alto numero di eventi, ricade su ATLAS, poiché si rendono necessarie le sue dimensioni e la sua complessità, maggiori rispetto a qualunque rivelatore mai costruito.

La spettacolarità degli acceleratori e soprattutto la consapevolezza del ruolo che rivestono nell’ambito dell’indagine sul nostro Universo, il collegamento tra l’infinitamente piccolo e l’infinitamente grande, ci fanno sentire tangibilmente quanto sia misteriosa l’esistenza in cui ci troviamo a vivere.

Siamo dentro al mistero. Ammesso che il bosone di Higgs tenga in piedi il Modello Standard, poiché spiega come le particelle permettono alla materia di tenersi insieme, lo stesso Modello Standard ci rivela che esiste la materia oscura, non osservabile ma essenziale per spiegare la formazione del cosmo. Chissà se LHC, nei prossimi anni, ci permetterà di intravederla? Sarà questo il futuro step del più grande acceleratore del mondo e dei suoi rivelatori?

Ho chiesto Valerio Grassi quale sarà il prossimo traguardo dopo la scoperta del famoso bosone. Mi ha risposto che il regalo più grande sarebbe scoprire qualcosa di totalmente inaspettato e non teorizzato.

Questo è quello che si respira al CERN: un modo di fare ricerca senza pregiudizi, pronti ad andare oltre i traguardi acquisiti e affascinati dall’idea che l’universo può riservarci delle sconvolgenti sorprese.

 
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