LHC: Nuovo Record Di Collisioni Tra Particelle


Immagine dell'interno del rilevatore ATLAS, presso il LHC. Credit: CERN
Immagine dell'interno del rilevatore ATLAS, presso il LHC. Credit: CERN

Un altro grande passo è stato fatto dal LHC per arrivare alla sua piena potenza. Come un bambino che sta imparando a stare in piedi e fare i primi passi, ogni piccolo passo è in realtà un enorme salto verso i 100 metri della scienza, nel tentativo di risolvere i grandi quesiti della fisica e dell'astronomia. Inoltre, l'annuncio di ieri è una forte risposta da parte dei fisici del CERN al monopolio di scoperte ottenute nei ultimi tempi da parte dell'altro enorme acceleratore di particelle, il Fermilab, da cui non molto tempo fa arrivo l'ipotesi di non uno ma ben 5 bosoni di Higgs. Cosi il Large Hadron Collider(LHC) in Svizzera, ha doppiato il numero precedente di collisioni, arrivando a circa 10.000 collisioni al secondo. Più collisioni significa più opportunità di osservare fenomeni fisici nuovi. Il Fermilab detiene ancora il record di intensità del raggio, nel suo acceleratore Tevatron, ma è solo questione di tempo.

Tra i fisici del Fermilab, e quelli del CERN è nata una amichevole concorrenza scientifica, specie verso la caccia del Bosone di Higgs. A quelli del Tevatron piacerebbe sicuramente scoprire per primi la misteriosa particella, anche solo per dimostrare che la grandezza non è tutto.

"E' chiaro che l'LHC è il nuovo arrivato,ma in soli due anni di funzionamento manderemmo il Fermilab fuori servizio" dichiara Mike Lamont, a capo del gruppo che si è occupato delle collisioni.

Ma come ha fatto l'LHC ad arrivare a battere questo record, quando sta funzionando ancora a quasi metà della sua capacità, in quanto energia disponibile? Hanno potenziato e aumentato i loro raggi di protoni, ecco come! Da quanto l'acceleratore ha registrato la sua prima vera collisione nel novembre del 2009, gli scienziati hanno continuato ad aumentare lentamente il numero di "pacchetti" di protoni in ogni raggi(cioè l'intensità di questi, che è critico per aumentare il numero di collisioni).

Ogni "pacchetto" può contenere fino a 100 miliardi di protoni. La settimana scorsa, gli scienziati del LHC hanno fatto collidere due raggi di tre pacchetti ciascuno, arrivando cosi a battere il record di luminosità(il numero di protoni che collidono ogni secondo). Ora pensate, che l'obbiettivo è quello di arrivare a 2808 pacchetti per raggio, e non tra chissà quanto, ma nel 2016.

John Ellis, uno dei più autorevoli ma anche simpatici fisici teorici del CERN ha detto la sua riguardo al avvenimento: " I protoni sono particelle complicate, contengono dentro tanti quark(e altre particelle piccolissime), e colliderli è come come far collidere due sacchi della spazzatura e guardar uscire le carote. Più collisioni otteniamo, più ci avviciniamo alla supersimetria, alla materia oscura, al bosone di Higgs e persino tanti nuovi tipi di fisica."

Collisione tra protoni osservata con il rilevatore ATLAS. L'evento ha prodotto 4 muoni ed è consistente con la formazione di due bosoni Z che decadono in due muoni ognuno. Questi eventi sono prodotti dai processi descritti dal Modello Standard e sono anche una possibile impronta della produzione del bosone di Higgs ma servono molti più eventi per poter distinguere tra gli eventi di fondo e la presenza di un bosone di Higgs. Credit: ATLAS/CERN
Collisione tra protoni osservata con il rilevatore ATLAS. L'evento ha prodotto 4 muoni ed è consistente con la formazione di due bosoni Z che decadono in due muoni ognuno. Questi eventi sono prodotti dai processi descritti dal Modello Standard e sono anche una possibile impronta della produzione del bosone di Higgs ma servono molti più eventi per poter distinguere tra gli eventi di fondo e la presenza di un bosone di Higgs. Credit: ATLAS/CERN

Inoltre, man mano che la luminosità(il numero di collisioni) continua ad aumentare, aumenta anche la probabilità che la macchina produca mini-buchi neri. Ma non vi allarmate, sono del tipo che evapora quasi istantaneamente per via della radiazione di Hawking.

Semmai la grande preoccupazione degli scienziati riguarda l'altissima intensità dei raggi protonici. Al CERN ci stanno andando con i piedi di piombo, perché è di importanza critica che i raggi rimangano stabili, altrimenti potrebbero fare un buco nel tubo per il vuoto, causando cosi una perdita di vuoto nel magnete, e una perdita di elio nel tubo per il vuoto, che poi richiederebbe almeno 6 mesi per essere riparato.(Una cosa del genere è avvenuta nel 2008 poco dopo che l'LHC fu acceso, mettendo cosi l'acceleratore KO per 14 mesi.)

http://news.bbc.co.uk/2/hi/science_and_environment/10430234.stm

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