Il CERN sperimenta il primo “big bang” sotterraneo

Così nacque l'universo: sullo schermo si segue la collisione di fasci di protoni nel superacceleratore di particelle (LHC) del CERN a Ginevra Keystone

Una nuova era per la fisica potrebbe essere iniziata il 30 marzo 2010 a Ginevra. Nel superacceleratore del CERN sono state ottenute le prime collisioni di particelle elementari ad un'energia finora mai raggiunta artificialmente.

Viaggiando ad una velocità vicina a quella della luce, i protoni si sono scontrati all’energia di 7000 miliardi di elettronvolt (7 TeV) all’interno dell’anello di 27 km, raffreddato a meno 271 gradi centigradi, del Grande collisore di adroni (LHC).

I fasci di particelle hanno prima cominciato ad allinearsi e a sincronizzarsi, sempre più vicini, fino a sovrapporsi perfettamente. Poi, tra fragorosi applausi e grida di gioia, sono avvenute le collisioni nei quattro grandi esperimenti dell’acceleratore.

Era la 01:06 del pomeriggio quando i protoni di sono disintegrati, dando vita a particelle ancora più piccole di quelle che compongono gli atomi. Da quel momento i protoni sono diventati meno segreti.

«È l’inizio di una nuova era», ha commentato Paola Catapano, ricercatrice e portavoce del CERN, l’Organizzazione europea per la ricerca nucleare.

Il mondo scientifico aspettava da tempo questo momento: gli esperimenti con i fasci di protoni potrebbero infatti permettere di trovare il bosone di Higgs, ovvero il tassello mancante della struttura fondamentale della materia.

Un passo avanti senza precedenti

Le collisioni avvenute martedì «sono un evento estremamente significativo, un passo in avanti non solo per la fisica delle particelle e per la comprensione del microcosmo, ma per l’astrofisica e la comprensione dell’universo», ha sottolineato il direttore generale del CERN, Rolf Heuer, in collegamento con Ginevra dal Giappone.

Per Heuer, le ricerche associate all’LHC porteranno «la scienza a capire non soltanto da dove veniamo e come si evolverà l’universo, ma sarà di aiuto nell’educare i giovani alla scienza e potrà convincere a investire maggiormente nel mondo scientifico».

Quanto ai piccoli incidenti che hanno fatto rinviare due volte il momento delle collisioni, il direttore generale ha rammentato che l’LHC «è una macchina completamente nuova e non è una sorpresa se le cose non funzionano al primo tentativo».

Dapprima c’è stato il malfunzionamento di uno dei 9600 magneti incaricati di accelerare e guidare il tragitto delle particelle, poi un calo di tensione della rete elettrica francese causato da un temporale, che hanno fatto fallire il primo tentativo di collisioni.

«Ricordiamo la lezione del settembre 2008», ha aggiunto Heuer, facendo riferimento al guasto che aveva costretto la macchina a una lunga pausa a pochi giorni dall’inaugurazione. «Questa volta – ha detto – abbiamo identificato immediatamente il problema e sono fiducioso che non ci saranno rischi di alcun tipo».

Il direttore scientifico del CERN, Sergio Bertolucci, ha parlato di «un passo in avanti senza precedenti nella ricerca fondamentale». Quello realizzato dopo 16 anni di preparazione, è «un passo nell’ignoto alla scoperta di cose completamente nuove, come la materia oscura, l’esistenza di nuove dimensioni o l’origine della massa».

Un mastodonte

«Avete fatto un lavoro incredibile», hanno detto i due direttori a fisici, ingegneri e tecnici che in tutti questi anni hanno lavorato alla preparazione. Un lavoro immenso che ora continuerà.

I fisici, infatti, avranno bisogno di moltissime collisioni prima di validare l’osservazione di particelle finora mai individuate. Potrebbero pure avverarsi eventi inattesi. Dopo aver funzionato a una potenza di 7 TeV, l’LHC alla fine del 2011 dovrà essere spinto al doppio di tale potenza. Un livello che si avvicinerà ulteriormente a quelli sperimentati nei primi istanti di vita dell’universo.

Se a quel punto non fosse ancora scoperto il bosone di Higgs, ciò significherebbe che non esiste. La teoria del Modello Standard, che da oltre 40 anni spiega la struttura subatomica della materia dovrebbe allora essere rivista. Ma al momento queste sono solo ipotesi per il futuro. Il presente è fatto di una soddisfazione immensa per aver compiuto un passo decisivo nel più grande esperimento scientifico del mondo.

swissinfo.ch e agenzie

LHC

Il Grande collisore di adroni (LHC) è un anello con una circonferenza di 27 chilometri situato a 100 metri di profondità nei pressi di Ginevra. Al suo interno, grazie a più di 9000 magneti conduttori, è possibile lanciare e accelerare fasci di particelle. I fisici sono interessati a studiare i prodotti dello scontro di fasci di protoni provenienti da direzioni diverse.

All’interno dell’LHC, i protoni possono raggiungere una velocità vicina a quella della luce. Al momento dello scontro, l’energia accumulata dovrebbe trasformarsi in materia in virtù della teoria della relatività e della formula di Einstein E=mc2 (l’energia è uguale alla massa moltiplicata per la velocità della luce al quadrato).

La costruzione dell’LHC è costata più di 6 miliardi di franchi. Un guasto ha messo fuori uso l’acceleratore subito dopo l’inaugurazione nel settembre del 2008. Per ripararlo ci sono voluti un anno e altri 35 milioni.