RIVISTA D'AREA DEI CASTELLI ROMANI

Quelli che la fisica...

L’ultima fine del mondo

rivelatore cms a lhc


Prologo

Il 10 settembre a Ginevra presso il Cern, il laboratorio europeo di fisica , è entrato in funzione l'Lhc il più potente acceleratore di particelle mai costruito. Un travolgente tsunami mediatico ha preceduto ed accompagnato l'evento innestato, non tanto dalla sua straordinaria importanza, ma piuttosto da previsioni catastrofiche e gossip pseudo-scientifici. Il famelico buco nero e l'implosione del big-bang ricreato dagli scienziati sono la versione moderna e tecnologica della fine del mondo che viene proposta dai mass media. Comici a go-go rifacendo il verso allo scienziato di turno ripetono che "le probabilità  che si provochi un buco nero in grado di far scomparire la Terra entro 4 anni sono scarse". Filosofi della scienza e linguisti della comunicazione corrono ai ripari cercando di spiegare che le probabilità di cui parlano gli scienziati nulla hanno a che fare con quelle della vita comune, che le 'scarse probabilità'  sono solo un vezzo espressivo per ribadire che la scienza è sempre aperta a nuove possibilità ed ipotesi. Quante le probabilità che un marziano ci rapisca mentre leggiamo questo articolo? Scarse! Quante le probabilità che la luna ci cada stanotte sulla testa? Scarse !
Una bolgia di comunicazioni incontrollate che il mondo della scienza, quello vero , ha cercato di utilizzare per parlare delle ricerche che la nuova macchina renderà possibili, del grande sforzo compiuto da tre generazioni di ricercatori e tecnici per realizzarla, della difficoltà in cui si trova il mondo della scienza con le continue riduzioni dei fondi ad essa destinate. Anche l'establishment del CERN, conquistato in maniera inattesa il proscenio mediatico, ha cavalcato l'onda dell'annunciata catastrofe smentendola ovviamente, ma con modo, adelante con judicio . Così. tra esaltazioni della nuova impresa e timori su quanto poteva accadere, la scienza è stata la centro dell'attenzione sui giornali, alla televisione , sul web. Mai avvenuto prima.

 

Atto 1

" La super macchina funziona ora tocca ai fisici" . Questo lo scarno commento di  Robert Aymar direttore del CERN, al termine del test che ha dimostrato la perfetta funzionalità del nuovo acceleratore. Applausi e brindisi hanno concluso la cerimonia svoltasi senza l'ombra di un buco nero (ancorché sia possibile che un buco nero abbia una sua ombra).
Con questo nuovo acceleratore, il più potente mai costruito, la comunità dei fisici europei  surclassa gli americani che abbandonarono un progetto simile nel '94 . L'impresa della costruzione dell'LHC si è fino ad ora dipanata nell'arco di tre generazioni, impegnando per più di 25 anni 10.000 tra scienziati e tecnici provenienti da 500 istituzioni di tutto il mondo. Impresa unica nella storia della scienza.. Numerosa  la presenza degli scienziati italiani. Molti di loro sono gli stessi che svolgono le loro ricerche proprio  nei Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN - cioè in quei laboratori che molti, nella ridente cittadina dei Castelli, chiamano i  'labboratori der Sincrotrone' a memoria dell' Elettrosincrotrone, primo acceleratore italiano di particelle ad alta energia  che vi venne costruito negli anni '50 . L'energia dell'Lhc è ben 7 milioni di volte superiore: segno del tempo che passa e della tecnologia che progredisce! Eppure la tecnica utilizzata  a Ginevra per costruire la nuova macchina - che ha una circonferenza di 27 chilometri - è figlia di quella  sviluppata la prima volta proprio nei laboratori di Frascati, dal fisico Bruno Touschek per realizzare l'acceleratore Adone che, negli anni '60, sostituì l'Elettrosincrotrone. Oggi i fisici italiani, eredi di questa tradizione scientifica, sono in posizioni di leadership nei quattro gruppi di ricerca che lavorano all' LHC.
 
Atto 2

Con l'inaugurazione dell' LHC si avvia una nuova era scientifica per le conoscenze che produrrà sull'universo, sui suoi costituenti base, sulle leggi che lo governano, sulle condizioni della sua nascita. Di fatto, le particelle che si scontreranno avranno un'energia simile a quella in atto alcuni istanti dopo il Big Bang. Ovviamente non si riprodurrà un nuovo Big Bang, ma si potranno studiare con grande dettaglio i frammenti che emergono da interazioni simili a quelle che avvenivano nell' universo neonato. Interazioni a così alta energia avvengono naturalmente nello spazio e sulla terra. Sono i raggi cosmici, le particelle di altissima energia  provenienti dal cosmo,  che bombardano in continuazione la Terra a provocarle. Milioni di raggi cosmici attraverseranno il nostro corpo nel tempo che impiegheremo a leggere questo articolo ed alcuni interagiranno con protoni e neutroni dei nostri atomi ad energie con valori simili a quelle che si producono all'LHC. Questo ci assicura che non vi è dunque alcun pericolo nell' esperimento di Ginevra. Nei frammenti delle collisioni prodotte i fisici sperano di trovare i segnali rilasciati da una particella denominata 'Bosone di Higgs', che prende il nome dall'astronomo scozzese che ne ha suggerito l' esistenza. Questa particella, ipotizzata ma non ancora scoperta, potrebbe svelare il mistero della massa. "C'è una proprietà della materia ancora misteriosa che non riusciamo ancora a comprendere - commenta il fisico Roberto Battiston, ordinario di Fisica all'Università di Perugia - Questa proprietà si chiama massa.. L'LHC è stato costruito per capire  come si crea la massa delle particelle elementari e quindi della materia" poi aggiunge " Che cosa sia la massa  nessuno lo sa davvero, ma è uno dei concetti alla base di tutta la fisica. Per questo la massa  è da secoli oggetto di studio, da Galileo, a Newton, a  Einstein" Dalla massa delle particelle non dipende solo il nostro peso sulla bilancia, ma anche l'attrazione dei pianeti, non solo la difficoltà di mettere in movimento un corpo o di fermarlo, ma anche  il futuro del nostro universo. Sappiamo che se la massa presente nell' intero cosmo supera un certo valore esso si espanderà per sempre, diversamente finirà la sua corsa ricontraendosi su se stesso come un palloncino che si sgonfia.  Ma la massa dell'universo non è solo quella dovuta alla materia osservabile. Esiste una materia oscura, invisibile all'osservazione, che non interagisce con le onde elettromagnetiche, che non emette e non riflette la luce che ne aumenta la massa totale. Il Bosone di Higgs, qualora fosse scoperto, ci aiuterà quindi non solo a capire  il mondo dell'infinitamente piccolo, ma anche quello infinitamente grande . 

 

Atto 3

Le prime particelle verranno fatte collidere nel mese di novembre. I quattro rivelatori posizionati nell'LHC sono pronti a scoprire i segnali rilasciati dai frammenti generati dalle interazioni: apparati grandiosi (ognuno ha la mole di un edificio di 3piani), milioni di elementi attivi in grado di registrare il passaggio di particelle e la loro energia, milioni di cavi, milioni di segnali al secondo da analizzare, filtrare e selezionare, il tutto alla ricerca di quelle tracce  che potrebbero far scoprire la particella di Higgs che il premio Nobel americano Leon Lederrnam - in un momento mistico - ha definito Particella di Dio, proprio per il ruolo decisivo che occupa all'interno delle teorie correnti. Seicento fisici italiani dell'Istituto Nazionale di Fisica nucleare partecipano ai quattro esperimenti.. Molta della tecnologia utilizzata per costruire la macchina e i rivelatori è stata sviluppata proprio in Italia. Come, ad esempio, i magneti superconduttori che lavorano ad una temperatura di 271 gradi sotto lo zero, una temperatura superiore di un solo grado a quella presente nello spazio cosmico. Gli esperimenti sulla nuova macchina dureranno una decina di anni. E' probabile che le prime indicazioni sulla particella di Higgs siano disponibili nel corso del 2009, ma certamente - come sempre è avvenuto ogni volta che una nuova macchina acceleratrice ha consentito di esplorare energie mai raggiunte prima - molti fenomeni inattesi saranno scoperti e forse alcuni di importanza maggiore dello stesso bosone di Higgs. La natura è sempre molto fantasiosa e ci stupisce in continuazione. Forse l'Higgs non sarà scoperto e allora avrà ragione l'astrofisico Stephen Hawking che ha scommesso sulla non esistenza della particella di Dio (solo cento dollari, tanto per essere prudente). "Se non verrà trovato il Bosone di Higgs tutte le teorie in voga negli ultimi venti anni saranno da rivedere profondamente" afferma Rinaldo Baldini, direttore del Centro Fermi di Roma "ma come è successo nel passato, quando una teoria muore si compiono poi grandi progressi. E' già successo tante volte con la teoria eliocentrica, la teoria della relatività, la meccanica quantistica". Comunque vada sarà dunque un successo. 

 

Epilogo

E il famelico buco nero? E la fine del mondo? Per questa volta..è andata bene. La grande fiera mediatica è riconvocata per la prossima occasione . Chissà se la scienza, potrà ancora approfittarne.

 


 

PerSaperneDiPiu

lhc, cern, cms
http://www.romacastelli.it/vivavoce/articoli.php?id_articolo=319
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/P_QGP/08.html
massa, bosone di Higgs
http://www.romacastelli.it/vivavoce/articoli.php?id_articolo=318
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/higgs.html
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/minibio/higgs_minibio_flf
buco nero
http://www.romacastelli.it/vivavoce/articoli.php?id_articolo=863
materia oscura, espansione universo
http://www.romacastelli.it/vivavoce/articoli.php?id_articolo=795
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/Quark/04/Febbraio/quark/newP/pag1.html

Per la rubrica Quelli che la fisica... - Numero 75 ottobre 2008