Sono pochi i casi in cui si può essere certi di assistere a un evento che segnerà la storia. A volte capita con le manifestazioni sportive, come le olimpiadi appena concluse, dove si registrano i record, ossia si stabilisce che un atleta è il più bravo, il più veloce, il migliore nella sua disciplina.
La stessa cosa avviene oggi, 10 settembre 2008, in campo scientifico per la fisica delle particelle; alle 9 verrà avviato l’LHC (Large Hadron Collider – il grande collisore di adroni, cioè particelle atomiche) al Cern (Consiglio europeo per la ricerca nucleare) di Ginevra. Non è esagerato definirlo “l’esperimento del secolo”.
L’LHC è un acceleratore di particelle di forma circolare (27 km di circonferenza) costruito a una profondità di 80-150 metri, nel sottosuolo a cavallo tra Svizzera e Francia.
La fisica delle particelle si occupa di studiare la materia e in particolare di trovarne i costituenti fondamentali, i mattoncini che costituiscono tutto ciò che vediamo. All’inizio del Novecento gli scienziati pensavano che i componenti ultimi della materia fossero gli atomi (un nome di origine greca che vuol dire “indivisibile”). Nei primi trent’anni del Novecento, diversi esperimenti dimostrarono che l’atomo è formato da altre particelle: protoni, neutroni e elettroni. La teoria oggi accettata è il cosiddetto Modello Standard, elaborato a partire dagli anni Settanta, per il quale  i protoni e i neutroni sono a loro volta sono costituti di altre particelle ancora più piccole: i quark.
Per capire la composizione di una particella si utilizza un principio molto semplice: si fanno scontrare due particelle con molta energia (ossia, che si muovono a grande velocità) e si osservano i “cocci” della collisione, cioè si rilevano le nuove particelle prodotte dallo scontro.
Gli scienziati hanno quindi bisogno di proiettili di alta energia per studiare i costituenti della materia e trovare le leggi che regolano le loro interazioni.
L’LHC permetterà studiare il comportamento delle particelle a energie elevate, paragonabili a quelle esistenti pochi momenti dopo il Big Bang (la grande esplosione da cui avrebbe avuto origine l’universo). Tutto questo grazie alla possibilità di accelerare due fasci di protoni a una velocità molto vicina a quella della luce (circa 300.000 km al secondo).
E allora, che cosa sta per succedere al Cern di Ginevra? Domani sarà inserito il primo fascio all’interno dell’anello acceleratore e successivamente ne verrà inserito un altro, quindi i due fasci verranno fatti scontrare in alcuni punti dove sono piazzati grandi rilevatori di particelle (i nomi dei quattro più grandi sono Alice, Atlas, LHCb e CMS).
I protoni, accelerati da un campo magnetico 200 mila volte più potente di quello della Terra, generato grazie ad un sistema di circa 2.000 magneti speciali (detti “superconduttori”), raggiungeranno ciascuno un energia di 7 TeV (tera-elettronvolt, mille miliardi di elettronvolt). Per fare un confronto, 1 TeV è l’energia di una zanzara in volo. Quindi, 7 TeV possono sembrare poca cosa. Ma un protone è mille miliardi di volte più piccolo di una zanzare e quindi l’energia è molto più concentrata.
Si è parlato molto di questo esperimento, perché alcune persone ritengono che nell’LHC si possa formare un buco nero o possano avvenire altri fenomeni fisici che metterebbero a rischio il nostro pianeta, ma la situazione è stata studiata attentamente e tutti i pericoli sono stati esclusi. Infatti gli scienziati hanno a disposizione un laboratorio ancora più potente come “modello”, cioè l’universo. In ogni momento l’atmosfera della Terra è bombardata dai raggi cosmici, fasci di protoni di energia ancora più elevata. Il vantaggio di LHC è si potranno ripetere gli stessi fenomeni, in condizioni controllate.
Come in un’olimpiade della scienza a quest’esperimento partecipano più di 5.000 di scienziati da oltre 60 nazioni e la sua accensione sarà trasmessa in Eurovisione e in diretta via internet (all’indirizzo http://webcast.cern.ch/index.html).
Nella foto, una visita all’LHC prima dell’avvio dell’esperimento.

 

Di Cristian Consonni