Al Cern di Ginevra

Dunque l'acceleratore è ripartito più forte e più bello di prima

Dunque l'acceleratore è ripartito più forte e più bello di prima
Pensare positivo 04 Giugno 2015 ore 16:37

Dunque l’acceleratore di Ginevra è ripartito, più bello e più forte che pria. Pria, cioè prima - fino a qualche mese fa - si chiamava solo LHC (Large Hadron Collider, il luogo in cui collidevano gli adroni) adesso ci hanno aggiunto RUN2, cioè la seconda corsa, dopo il potenziamento delle attrezzature. Potenziamento, nell’occasione, significa quasi raddoppiamento. In altre parole, la potenza dell’acceleratore che ha consentito l’individuazione del celebre bosone di Higgs è adesso quasi il doppio di prima. Una Ferrari rispetto a una Panda.

Se volete avere un’idea di cosa significa questa nuova accensione dei motori fatto potete leggere qui o qui e troverete anche cosa hanno detto i responsabili del progetto, fra i quali alcuni italiani (per tutti: Tiziano Camporesi alla guida del Cms, Paolo Giubellino, che coordina Alice e il direttore generale designato del Cern, Fabiola Gianotti), e i dati che la riguardano. Ovunque spicca il misterioso digramma 13 TeV (13 TeraelettronVolt) che indica la maggiore energia sviluppata in un laboratorio di fisica gestito da umani.

Certo, per uno che non sappia cosa sia un elettronvolt nemmeno il fatto che si dica che quel numero corrisponde a 13000 miliardi dei medesimi dice qualcosa. Fa solo impressione leggere 13000 miliardi, che sono sempre tanti, qualsiasi cosa siano. A tutti quelli che non sanno niente né di tera né di eV vorremmo dunque provare a spiegare cosa sono riusciti a fare gli scienziati e i tecnici che lavorano al CERN di Ginevra e perché è tanto importante per noi che lo abbiano fatto.

 

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Cominciamo col dire che tutto iniziò quando - molti anni fa - si decise che per riuscire a capire come fosse fatto un atomo bisognava cercare di romperlo. E per rompere un atomo bisogna procedere, concettualmente, come quando si cerca di rompere un sasso o una mandorla: bisogna prenderlo a martellate. Se questo è il concetto, la pratica differisce leggermente da quella appena evocata, perché bisogna prima riuscire a prendere degli atomi per poi mandarli a sbattere contro qualcosa. E nessuna delle due operazioni si può fare con delle pinzette e con un muro.

Per poterli rompere gli atomi vanno infatti accelerati fino a velocità inverosimili e, per aumentare il botto, mandati a sbattere contro altri atomi che procedono in direzione inversa, come due treni uno dei quali abbia sbagliato binario. Per ottenere accelerazioni interessanti è necessario mettere in campo alte dosi di energia, e per questo gli atomi, come il sasso di una fionda, vengono fatti girare più volte dentro un anello magnetico posto a cento metri sotto terra e lungo 27 chilometri fino a quando non raggiungono la velocità desiderata. Mentre si spostano nell’anello dalle pareti arrivano loro - diciamo - delle spinte megnetiche simili a quelle che i tifosi concedono a chi si arrampica sul Mortirolo o sul Gavia. Ma molto più energiche, ovviamente. Una volta raggiunta la velocità massima i due fasci di particelle vengono fatti entrare in collisione per produrre il crash che tutti si aspettano. Per rimanere nella similitudine delle mandorle: se la martellata è gentile si rompe solo il guscio, se il colpo è molto forte si sbriciola in mille pezzi anche il dentro. In lingua adronica: più alta è l’energia, più forte è la velocità degli atomi, più essi si sbriciolano, quando si scontrano, lasciando vedere come sono fatti dentro. Cioè producendo particelle sempre più piccole.

 

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Perché ci interessa trovare queste particelle sempre più piccole? Perché una teoria fisica si esprime sempre mediante una formula matematica di cui si deve identificare il corrispondente nella realtà. È dunque molto importante riuscire a vedere se esistono davvero quelle “cose” che la formula sostiene che ci dovrebbero essere. Perché, se non esistessero, significherebbe che la formula, cioè la teoria, sarebbe sbagliata o incompleta. Al prof. Higgs, l’anno scorso, hanno dato il premio Nobel per la fisica perché lui aveva sostenuto mezzo secolo fa che il suo bosone doveva trovarsi da qualche parte (anzi, in una parte molto precisa) ma nessuno era mai riuscito a rintracciarlo. Adesso sappiamo finalmente che c’è davvero. Una teoria, dunque, può mantenersi per anni nel limbo in attesa che si trovi il modo di produrre l’esperimento che generi ciò che le manca per essere creduta, o meglio: verificata.

RUN2 è in grado di produrre le condizioni in cui possono essere verificati fatti che nessuno ha mai potuto accertare prima d’oggi. L’energia che è in grado di sviluppare potrebbe essere paragonata a quella di una martellata tanto forte da ridurre un sasso in frammenti visibili solo al microscopio. L’energia di questa martellata atomica è indicata con un numero, il famoso 13 TeV, che vuol dire 13 mila miliardi di volte l'energia acquisita (o persa) dalla carica di un singolo elettrone quando si sposta fra due punti il cui potenziale differisca di un volt. Fidatevi: si tratta di un’energia che sarebbe stato impensabile riuscire a produrre - e a controllare - solo due o tre decenni fa.

 

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Cosa succederà quando le due locomotive subatomiche si scontreranno nel tunnel magnetico cariche di una simile energia sarà tutto da vedere. O meglio da verificare, perché in molti sanno già (o sospettano già, o si augurano già) il risultato. Per avere una visione del quale, però, non basta produrlo: bisogna anche fotografarlo. E questo non è un problema minore del precedente, perché i fenomeni che si verificano a quelle energie non è che stanno lì a fare le belle statuine: esplodono e scompaiono in un tempuscolo. Bisogna dunque avere delle “macchine fotografiche” che non solo scattino a una velocità di qualche miliardesimo di secondo, ma che lo facciano anche esattamente nel momento in cui si produce il crash e siano contemporaneamente in grado di fissare in una immagine particelle che sono tanto piccole che fino ad oggi nessuno immaginava neanche che ci fossero e che si muovono a velocità pazzesche. È facilmente intuibile che realizzare macchine di questa precisione non è stato meno semplice di realizzare il soggetto dell’inquadratura. Farli funzionare in sincrono è qualcosa che - se non fosse un fatto - si stenterebbe a credere che sia possibile.

E il fatto ancor più sconcertante è che con queste fotografie si apre un ambito dell’universo, quello dell’infinitamente piccolo che sta a quello noto fino ad oggi come l’universo osservabile col cannocchiale galieleiano stava a quello, visibile ad occhio nudo, che aveva accompagnato l’umanità fino al XVII secolo della nostra era. Si è detto “infinitamente piccolo”, ma si tratta di un’espressione imprecisa, perché in realtà, per quanto piccole, le dimensioni delle particelle rimangono pur sempre finite, indicabili con un numero.

E così quel che ci aspettiamo che accada è la possibilità di venir introdotti in un nuovo ambito dell’esperienza umana, in qualcosa come il passaggio dal romanico (o dal gotico) al barocco del mondo. Qualcosa che ci guidi nello stesso tempo - il big bang è sempre sulla soglia di questi ragionamenti - a comprendere come funzioni oggi la materia che sfioriamo con le mani e con gli occhi e come si sia prodotto, in quel megaflasch di tante primavere fa, il nostro universo che, pare, continua a crescere e ad approfondire il suo affascinante mistero dentro gli atomi di cui è fatto ciascuno di noi come nelle più lontane galassie.