Il CERN va in ‘letargo’ prima di risvegliarsi per una nuova ‘caccia quantistica’

Credit: LHC/CERN

Sette mesi dopo l’annuncio della scoperta di una nuova particella che sembra avere le proprietà consistenti con quelle del bosone di Higgs, i fisici del CERN si prenderanno un periodo di pausa prima di rituffarsi nella ricerca verso l’ignoto.

Da qualche giorno, gli strumenti sono passati nella modalità offline in modo da eseguire tutta una serie di operazioni che dureranno circa 18 mesi. Lo scorso mese di Luglio, il CERN è stato il teatro di una straordinaria scoperta (post). Gli scienziati sostengono che si tratta al 99,9% del fantomatico bosone di Higgs, una particella fondamentale senza la quale le altre particelle, compresi gli esseri umani, non esisterebbero. Le operazioni di manutenzione e di aggiornamento permetteranno di aumentare la capacità energetica del Large Hadron Collider (LHC) essenziale non solo per confermare definitivamente che la nuova particella sia effettivamente il bosone di Higgs ma anche per esplorare nuove dimensioni al fine di verificare se esistono le particelle supersimmetriche ed in particolare quelle che costituiscono la materia scura. “L’obiettivo è quello di esplorare l’ignoto“, spiega Frederick Bordry, a capo del Dipartimento di Tecnologia del CERN. “Abbiamo ciò che pensiamo sia il bosone di Higgs e tutte le teorie sulla supersimmetria e così via. Abbiamo bisogno di aumentare l’energia di collisione tra le particelle in modo da guardare più in profondità i fenomeni della fisica. E’ come andare in un territorio sconosciuto“. Ipotizzato nel 1964 dal fisico britannico Peter Higgs, il bosone di Higgs è conosciuto comunemente e fantasiosamente anche come la “particella di dio”, così definita da Leon Lederman. Higgs calcolò che un campo di bosoni poteva spiegare una anomalia fastidiosa: perché alcune particelle hanno massa mentre altre non ne hanno, come ad esempio i fotoni che costituiscono la luce? Questo problema rappresentava una lacuna nel Modello Standard, il quadro teorico che descrive le proprietà ed il comportamento delle particelle elementari e le interazioni fondamentali. Una idea è che il bosone di Higgs si sia originato quando l’Universo ha cominciato a  raffreddarsi subito dopo il Big Bang circa 14 miliardi di anni fa. Per quanto riguarda la supersimmetria, i fisici ritengono che debbano esistere altre particelle, più pesanti, che sono le rispettive ‘controparti’ delle particelle note del Modello Standard. Questo quadro può, a sua volta, spiegare l’esistenza della materia scura, una componente enigmatica che rappresenta il 23% circa del contenuto materia-energia dell’Universo e la cui presenza può essere rivelata solo indirettamente attraverso i suoi effetti gravitazionali. “Il gioco è quello di far collidere le particelle per trasformare l’energia liberatasi in massa. In questo modo, si creano nuove particelle e cerchiamo di capire che cosa sono“, dice Bordry. “In altre parole, si tratta di ricreare il primo microsecondo subito dopo il Big Bang”. Nel corso degli ultimi tre anni, il CERN ha fatto collidere protoni più di sei milioni di miliardi di volte. Cinque miliardi di collisioni hanno prodotto risultati confortanti per successive ricerche mentre i dati ottenuti da sole 400 collisioni hanno spianato la strada verso la rivelazione del bosone di Higgs. Nonostante l’arresto, i ricercatori del CERN certamente non staranno a guardare in quanto dovranno analizzare una grande mole di dati. “Penso che tra un anno, avremo maggiori informazioni sui dati raccolti nel corso degli ultimi tre anni“, dichiara Bordry. “Forse la conclusione sarà che abbiamo bisogno di più dati“. L’anno scorso, LHC ha raggiunto un livello di energia di collisione pari a 8 TeV partendo da 7 TeV nel 2011. Una volta che LHC ritornerà operativo nel 2015, l’obiettivo sarà quello di arrivare a 13 TeV o addirittura a 14 TeV considerando che LHC dovrebbe funzionare per almeno tre o quattro anni prima di un nuovo arresto. Il costo netto per le operazioni di  aggiornamento e manutenzione viene stimato essere vicino a 50 milioni di franchi svizzeri.

CERN: Long Shutdown: Exciting times ahead
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