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FISICA/ Giubellino (Cern): stiamo entrando nel paese delle meraviglie del plasma primordiale

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Sono settimane calde al Cern di Ginevra, riscaldate dagli annunci diffusi dai laboratori dell’esperimento ALICE presso l’acceleratore LHC che sta operando a pieno ritmo: i segnali catturati durante le prime collisioni ad alta energia tra nuclei di piombo hanno indicato la presenza di un plasma di particelle (un mix di quark e gluoni) in condizioni paragonabili a quelle dei primissimi istanti dopo il Big Bang e con temperature estreme, dell’ordine delle decine di migliaia di miliardi di gradi. E nei prossimi giorni inizieranno a uscire i primi articoli scientifici sulle riviste specializzate internazionali, prodotti dai vari gruppi che lavorano sui dati di ALICE in tutto il mondo.
Ma cosa sta accadendo, più esattamente? Ilsussidiario.net ha raggiunto Paolo Giubellino, il fisico italiano che guida l’intera collaborazione internazionale ALICE (A Large Ion Collider Experiment): più di 1000 mille tra fisici, ingegneri e tecnici da 105 istituti di ricerca di trenta Paesi.


Nel vostro esperimento vengono fatti collidere fasci di nuclei: come avviene questo processo?

Lei deve immaginare i fasci di particelle come delle nuvolette o dei pacchetti che, quando l’acceleratore viene attivato, vengono iniettati uno dopo l’altro nei tubi di LHC tramite un acceleratore di energia più bassa: prima in una direzione poi in quella opposta. I due tubi si incrociano nei punti dove sono collocati i quattro esperimenti e lì avvengono le collisioni. Al momento dell’iniezione i due fasci hanno l’energia data dall’acceleratore di lancio, quindi più bassa. Poi si attiva il potente sistema di accelerazione e l’energia cresce, fino ad arrivare ai livelli desiderati (l’8 novembre scorso è stata di 2,76 Teraelettronvolt, ndr). È un processo delicato, durante il quale l’acceleratore viene monitorato con molta attenzione: quando si arriva all’energia “di crociera” vengono fatti tutta una serie di test per verificare che i fasci siano ben collimati, che le posizioni siano quelle corrette e così via. A quel punto vengono aperti i collimatori - delle specie di otturatori analoghi a quelli delle macchine fotografiche - e vengono attivati i rivelatori più sensibili, che avrebbero potuto danneggiarsi nelle precedenti fasi non stabili; quindi si iniziano a raccogliere i dati.

Voi però avete annunciato dei risultati anche prima di questa fase?

Durante il periodo in cui i fasci sono non stabili, ci sono già delle collisioni. È accaduto anche qualche giorno fa, quando ancora si stava mettendo a punto la macchina e non si prevedevano ancora delle misure; ma  la curiosità dei fisici è grande e così abbiamo deciso di tenere accesi i rivelatori più robusti, rischiando un po’, e abbiamo studiato le prime collisioni ottenendo i risultati cha hanno fatto il giro del mondo. È un po’ come con i satelliti per esplorazioni spaziali: prima di prendere i dati stabilmente bisogna attendere che il satellite raggiunga la sua orbita e che siano fatti tutti i controlli alle apparecchiature di bordo; tuttavia, è difficile resistere alla tentazione di dare un’occhiata a quello che gli strumenti possono vedere.

In una delle prime interviste a caldo, lei ha parlato di numero di collisioni limitato; cosa intendeva?

Accelerare fasci di nuclei è molto più difficile di quanto non lo sia con i protoni: è difficile produrre un gran numero di nuclei e ancor più arduo farli stare insieme, data la loro elevata carica elettrica per cui tendono a respingersi disperdendo il “pacchetto”. Di conseguenza con i nuclei la frequenza delle collisioni è decisamente inferiore a quella che si ha con i protoni, circa dieci milioni di volte di meno. Inoltre per i nuclei, così come per i protoni, c’è una fase di “apprendimento” della macchina, che inizia con un’attività modesta per poi aumentare progressivamente: è quello che faremo nelle prossime settimane, fino al 4 dicembre.

Quindi per ora continuate ad accumulare dati?
 



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