Large Hadron Collider

Approfondimento cura della Redazione di ScienzaPerTutti

Gli antielettroni, dotati di una massa molto piccola, possono essere prodotti con relativa facilità a partire dalla radiazione elettromagnetica. Ottenere antiparticelle più pesanti è però molto più complicato. Ciononostante esse vengono create ormai abitualmente, e questo avviene soprattutto grazie a un brillante trucco escogitato da Bruno Touschek icona_biografia nel 1960.

 

Il fisico italiano partì dalla considerazione che gli antielettroni non solo possono essere ottenuti con facilità, ma possono anche essere accelerati senza troppe difficoltà fino a grandi velocità, acquistando così enorme energia.

Se si riescono a far scontrare gli antielettroni con elettroni che viaggiano ad uguale velocità ma nel senso opposto, si crea un'enorme quantità di energia, utilizzabile per creare nuove coppie di particelle ed antiparticelle, anche dotate di massa molto grande.

Bruno Touschek icona_biografia dimostrò che simili scontri sono realizzabili grazie a particolari strutture ad anello in cui, per effetto di un intenso campo magnetico, elettroni ed antielettroni adottano la stessa traiettoria ma girano in senso opposto.

 

 

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L'Anello di Accumulazione ideato da Bruno Touschek
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Il primo strumento di questo tipo venne realizzato nei Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) dell'INFN icona_linkesternoall'inizio degli anni '60 e prese il nome di AdA (Anello di Accumulazione):

aveva un raggio di appena un metro, ma era il prototipo di una serie di accelleratori di particelle che avrebbero consentito eccezionali scoperte.

L'ultimo di essi è il LEP (Large Electron Positron collider) ai laboratori del CERN icona_linkesterno Centro Europeo per la Ricerca Nucleare) di Ginevra, che ha un diametro di ben 9 chilometri!

 Al CERN si sta preparando la nuova era di LHC (il Large Hadron Collider), la più potente icona_glossario macchina acceleratrice mai realizzata, che segnerà una svolta fondamentale nella fisica del terzo millennio. Nel Large Hadron Collider protoni e antiprotoni collidono e si annichilano. Sotto la guida di Luciano Maiani gia’ presidente dell’ INFN e poi del CERN fino al 2004, il grande laboratorio europeo ha compiuto una scelta cruciale: quella di passare dalla fisica del “Large Electron Positron collider” (LEP con cui il CERN ha ottenuto risultati fondamentali tra 1989 e il 2000) a quella pionieristica della nuova macchina. Questa nuova straordinaria "facility", su convergono gli sforzi di tutta la comunità scientifica internazionale (per la prima volta è un progetto europeo ad attirare risorse e investimenti americani), non fa che confermare il ruolo leader del CERN nella ricerca mondiale.

Luciano Maiani spiega così l’importanza del progetto LHC: “Esistono indizi, principalmente teorici, che passando dalle energie di 200 GeV icona_glossario , accessibili al LEP, alle energie almeno cinque volte superiori di LHC, avvenga un cambiamento di regime nella Fisica della Particelle”. LHC è stato concepito e costruito appunto per lavorare in questo intervallo di energia, e sarà la sola macchina con cui si potrà scoprire questa nuova fisica. La macchina entrera in funzione nei prossimi anni.