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4 Luglio 2022
15:38

L’acceleratore di particelle del CERN pronto a svelare i segreti dell’Universo: userà energia record

Dopo anni di manutenzione e un periodo di rodaggio l’acceleratore di particelle LHC del CERN è pronto a tornare in servizio con un’energia record: cosa studierà.
A cura di Andrea Centini
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Credit: CERN
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L'acceleratore di particelle Large Hadron Collider (LHC) dell'Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN) di Ginevra è pronto a entrare in una nuova fase di studi, che ha le potenzialità di rivoluzionare ancora una volta le nostre conoscenze nel campo della Fisica e, più in generale, sull'Universo nel quale siamo immersi. È infatti grazie al colossale anello sotterraneo che nel 2012 fu identificato il famoso bosone di Higgs, balzato agli onori della cronaca internazionale con il nome di “particella di Dio” (un appellativo osteggiato dallo stesso Peter Higgs, scienziato britannico che lo teorizzò negli anni '60 e per la cui scoperta ha vinto il Premio Nobel nel 2013). Il bosone di Higgs, che gioca un ruolo cruciale nello spiegare la massa delle particelle elementari nel Modello standard della Fisica teorica, è stato rilevato con una determinata soglia di energia dell'LHC; ora l'acceleratore di particelle è stato ulteriormente potenziato e perfezionato e sfrutterà energia record. Ciò non solo permetterà una migliore comprensione della suddetta particella, ma spalancherà le porte anche a potenziali nuove scoperte su materia ed energia oscura, proprietà della materia in condizioni di densità e temperature estreme e molto altro ancora.

L'acceleratore di particelle è stato in manutenzione per oltre tre anni ed è tornato in funzione lo scorso aprile, quando il gigantesco macchinario – che si snoda per 27 chilometri tra la Francia e la Svizzera – e i suoi iniettori sono stati rimessi in servizio “per funzionare con nuovi raggi a maggiore intensità e maggiore energia”, come spiega il CERN in un comunicato stampa. Dopo questo periodo di collaudo gli scienziati sono ora pronti a entrare nella nuova fase operativa – chiamata Run 3 – con i cosiddetti "fasci stabili" di protoni, che sfrutteranno la clamorosa energia di 13,6 trilioni di elettronvolt (TeV) per l'analisi delle collisioni. “Concentreremo i fasci di protoni nei punti di interazione su una dimensione del fascio inferiore a 10 micron, per aumentare il tasso di collisione. Rispetto alla Run 1, in cui l'Higgs è stato scoperto con 12 femtobarn inversi, ora nella Run 3 utilizzeremo 280 femtobarn inversi. Si tratta di un aumento significativo, che apre la strada a nuove scoperte”, ha dichiarato il dottor Mike Lamont, direttore per gli acceleratori e la tecnologia del CERN.

In parole molto semplici, gli scienziati hanno ridotto le dimensioni dei fasci di protoni e aumentato l'energia per incrementare le collisioni e analizzare il comportamento delle particelle, dal quale possono emergere nuove scoperte scientifiche. Durante la Run 3, che sarà avviata alle 16 di martedì 5 luglio, l'LHC resterà in funzione per 4 anni consecutivi, 24 ore su 24. Ad analizzare gli esiti di queste collisioni ci saranno migliaia di scienziati, impegnati nei progetti di ricerca principali (ATLAS, CMS, LHCb ed ALICE) e in diverse indagini "minori". Grazie agli aggiornamenti dell'LHC, ad esempio, gli scienziati potranno indagare con una precisione senza precedenti sul plasma quark-gluone (QGP), “uno stato della materia che esisteva nei primi 10 microsecondi dopo il Big Bang”, si legge nel comunicato del CERN. Tra gli obiettivi principali degli studiosi la comprensione della materia oscura (un'importante componente della materia, rilevabile solo attraverso l'interazione gravitazionale e non dalla radiazione elttromagnetica) e l'energia oscura, un'ipotetica forma di energia che occupa poco meno del 70 percento della massa e dell'energia dell'Universo. Tutto questo grazie all'incremento significativo della potenza e della sensibilità dello strumento. “Avremo una capacità di esplorare l'incognito molto più elevata”, ha dichiarato con orgoglio la direttrice del CERN Fabiola Gianotti. Non resta che attendere l'inizio della Run 3 e l'analisi dei preziosissimi dati raccolti.

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