LEP3, guardando oltre il grande collisore di adroni

La figura illustra il progetto LEP3 con il doppio anello di acceleratori: un primo anello (accelerator ring) accelera elettroni e positroni fino ad energie di 120 GeV per poi immetterli con intervalli di qualche minuto nell’altro anello (collider ring) che è dotato di punti d’interazione ad elevata luminosità.

Nonostante gli ultimi clamorosi risultati ottenuti dal Large Hadron Collider (LHC), un gruppo di fisici sta guardando oltre l’utilità che può dare nei prossimi anni il grande collisore di adroni. Si tratta di un progetto scientifico che vedrà la costruzione di un nuovo acceleratore di particelle, denominato LEP3, che dovrebbe essere collocato nel tunnel attualmente occupato da LHC, una versione aggiornata, per così dire, di quello che qualche tempo fa era il Large Electron-Positron Collider (LEP). Il gruppo di fisici coinvolti in questo progetto dichiarano che il nuovo collisore sarà utilizzato per studiare essenzialmente il bosone di Higgs.

Oggi, una delle domande fondamentali che si pongono i fisici è quella di capire quale sarà il passo successivo una volta che LHC avrà dato, si spera, la prova definitiva dell’esistenza del bosone di Higgs. Certamente si tratta di un programma a lungo termine che dovrebbe vedere la sua realizzazione a partire dal 2030 dato che occorreranno anni per progettare e costruire un tale complesso acceleratore di particelle. Nonostante ciò, i fisici sono già pronti per la fase successiva. Intanto, bisogna dire che tutti concordano sul fatto che LHC sarà soggetto ad una serie di manutenzioni nel corso dei prossimi dieci anni al fine di incrementare l’energia e la luminosità dei fasci di collisione. Poi bisognerà vedere cosa intendono fare gli scienziati in termini di nuovi esperimenti. Se, ad esempio, saranno trovate evidenze dell’esistenza delle superparticelle, cioè le particelle previste dalla supersimmetria, quasi sicuramente i fisici vorranno approfondire gli studi in questo campo mettendo, forse, a rischio gli esperimenti che saranno focalizzati quasi esclusivamente sul bosone di Higgs e a cui potrebbe dedicarsi, appunto, LEP3. Per non parlare poi di altri progetti quali l’International Linear Collider (ILC) o il Compact Linear Collider (CLIC) che potrebbero dedicarsi alla ricerca di altre particelle anche se con un costo decisamente superiore. Una differenza sostanziale tra LHC e LEP3 è data dal tipo di particelle che vengono fatte collidere. Mentre in LHC si fanno scontrare fasci di protoni, per LEP3 sono previste collisioni tra fasci di elettroni e positroni. Inoltre, LEP3 sarà dotato di due anelli di acceleratori anzichè uno come nel caso di LHC. Insomma, i fisici sperano che con l’attuale tecnologia LEP3 possa essere realizzato in circa dieci anni e che potrà coesistere con LHC almeno per qualche anno.

ArXiv: LEP3: A HIGH LUMINOSITY E+E- COLLIDER TO STUDY THE HIGGS BOSON