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LHC, ready to go!

Risolto il problema tecnico (post), i primi fasci di protoni potrebbero iniziare a circolare nell’anello di LHC durante il periodo di Pasqua, tra sabato e lunedì prossimi. Le squadre di operatori della macchina stanno infatti ultimando gli ultimi test, dopo che lo scorso 31 marzo è stato risolto il problema alla connessione di un magnete, che aveva fatto posticipare la ripartenza del più potente acceleratore di particelle del mondo. L’inizio della nuova avventura scientifica di LHC ora si può dire davvero alle porte.

CERN: LHC, restart update
INFN: PROTONI A PASQUA PER LHC
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Fisica e Astronomia: le prospettive del 2013

Il 2012 che abbiamo lasciato da qualche giorno sarà certamente ricordato dagli storici della fisica come l’anno in cui il Large Hadron Collider (LHC) ha permesso di rivelare una nuova particella le cui proprietà sembrano essere consistenti con quelle del bosone di Higgs [post]. Dunque, cosa ci dobbiamo attendere di nuovo nel 2013? Quali saranno le scoperte chiave di quest’anno appena iniziato e chi sarà il protagonista di tali scoperte e, ancora, dove avranno luogo? Il bello della fisica è che, naturalmente, nessuno lo sa per certo e allora proviamo a pensare cosa potrebbe accadere o quali saranno le maggiori aspettative nel campo della fisica e dell’astronomia.

Cominciamo con la fisica. Al CERN di Ginevra, i fisici saranno impegnati sin da subito ad analizzare una grande quantità di dati una volta che il grande collisore adronico sarà spento per almeno due anni a partire dal giorno 11 Febbraio. I vari gruppi di ingegneri inizieranno tutta una serie di manutenzioni e verifiche per eliminare alcuni problemi tecnici e rendere operativi i magneti dell’acceleratore di particelle al fine di arrivare ad una energia di esercizio di 8,3 TeV, che dovrebbe poi permettere a LHC di accelerare le particelle con una energia totale di almeno 13 TeV, così come è previsto per il 2015. La pausa di quest’anno dovrebbe dare un pò di respiro ai fisici che dovranno analizzare una vera e propria montagna di dati prodotti nel corso degli ultimi mesi e con un ritmo vertiginoso pari a diversi giga al secondo. Dovremmo così vedere pubblicati una serie di articoli scientifici che descrivono le caratteristiche e le proprietà della nuova particella ma anche leggere varie discussioni e punti di vista che saranno presenti in vari blog tra i quali quelli curati da  Adam FalkowskiPhillip GibbsMatt Strassler Peter Woit. Inoltre, ci si aspetta che la supersimmetria, cioè quella teoria che si estende al di là del modello standard e che dovrebbe unificare tre delle quattro interazioni fondamentali a valori di energia dell’ordine di 1016 GeV, non sarà ancora osservabile nel 2013 [post]. Per coloro che saranno interessati, il CERN dispone di una sorta di bacheca online che chiunque può consultare in modo da tenere sotto controllo lo stato attuale di LHC. Secondo il portavoce del rivelatore CMS Joe Incandela si prevede che dopo il periodo di arresto i prossimi esperimenti raggiungeranno una energia di collisione di 13 TeV, anche se non sarà molto facile. Uno dei problemi tecnici dipende dal fatto che per andare da 13 a 14 TeV i magneti debbano essere inizialmente riscaldati e poi raffreddati nuovamente e così via, il che richiede abbastanza tempo. Lo scienziato ritiene che per questi motivi, gli esperimenti saranno condotti per lungo tempo con una energia di collisione di 13 TeV, in modo da accumulare nel frattempo una certa quantità di dati. Un altro aspetto da considerare sarà quello di capire chi avrà il premio Nobel per la Fisica del 2013. Le candidature chiuderanno a fine Gennaio e lo scienziato Peter Higgs è sicuramente uno dei maggiori candidati. Ma i membri della Royal Swedish Academy of Sciences non avranno vita facile quando saranno chiamati a scegliere altri due nomi. Si tratterà di teorici? Oppure saranno scelti tra coloro che hanno partecipato agli esperimenti di LHC? O magari saranno due dei sette recenti vincitori del premio di 3 milioni di dollari della fondazione Fundamental Physics Prize Foundation ideata dal fisico divenuto imprenditore Yuri Milner? E’ una situazione abbastanza complessa, così come ha sottolineato lo stesso Peter Higgs, perché almeno altri cinque teorici, secondo lui, tra questi Robert Brout, che ha ricevuto nel 2004 il Wolf Prize in Physics assieme a Peter Higgs e François Englert e che poi è deceduto nel 2011, François Englert, Gerald Guralnik, Carl Hagen, Tom Kibble e Philip Anderson, meritano allo stesso modo di ricevere il Premio Nobel. Comunque sia, le previsioni dicono che quasi sicuramente il premio Nobel per la Fisica 2013 andrà a Higgs, Englert e Anderson.

Passiamo ora all’astronomia. Il 2013 vedrà il lancio di alcune interessanti missioni spaziali. Tra queste, un rover lunare cinese, Chang’e 3, così come una missione della NASA, LADEE, che avrà lo scopo di raccogliere una serie di informazioni sul suolo e sulla polvere lunare importanti per le future stazioni spaziali che avranno come base il nostro satellite naturale. Ancora la NASA lancerà una sonda, MAVEN, che avrà il compito di studiare l’atmosfera del pianeta rosso e poi un’altra, ISIS, che raccoglierà dati analizzando la corona e il vento solare. L’ESA, invece, non starà a guardare. Il suo programma spaziale prevede il lancio della sonda Sentinel-1 per lo studio della Terra, la missione Gaia per la misura e la catalogazione di circa un miliardo di stelle della Via Lattea e del Gruppo Locale, e un insieme di tre satelliti, Swarm, che saranno posti in tre orbite diverse allo scopo di monitorare il campo magnetico terrestre. Per quanto riguarda il volo spaziale, il 2013 dovrebbe vedere due ulteriori missioni verso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), una di SpaceX e un’altra sarà caratterizzata da un volo dimostrativo della capsula Cygnus della Orbital Sciences Corporation, che tenterà anch’essa di raggiungere la ISS. Nel campo della cosmologia, ci aspettiamo tante novità dalla missione Planck dell’ESA i cui primi risultati scientifici saranno presentati durante un importante meeting che si terrà ad Aprile in Olanda. Per gli astronomi amatoriali, invece, il 2013 riserverà una sorpresa verso Novembre quando il cielo avrà come protagonista una super cometa, ISON, che sarà circa 15 volte più brillante della Luna e ci regalerà un magnifico spettacolo, almeno si spera.

Infine, tra le varie celebrazioni e anniversari, nel 2013 ricorderemo il centenario del modello atomico di Niels Bohr, che utilizzava per la prima volta i concetti della fisica quantistica per descrivere le frequenze della luce emessa dall’atomo di idrogeno quando viene eccitato, qualcosa che non era possibile prevedere con la fisica classica. Il 2013 sarà anche l’anno che segna il centenario della pubblicazione di un articolo di Lawrence Bragg, riguardante la legge di diffrazione dei raggi X nei materiali cristallini, così come sarà il centenario della misura della carica elettrica dell’elettrone eseguita da Robert Millikan. Da ricordare, per concludere, l’introduzione del termine “isotopo” coniato da Frederick Soddy e la realizzazione del collegamento tra il numero atomico e la carica nucleare ad opera di Hans Geiger, inventore del contatore di particelle elementari.

Comunque sia, qualsiasi scoperta nel campo della fisica o dell’astronomia abbia in serbo il 2013, AstronomicaMens cercherà di dare come sempre le ultime notizie e gli aggiornamenti. Nel frattempo, auguro ai lettori di questo blog un felice e sereno anno nuovo.