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CERN/ Con Lucio Rossi nella "caverna" di Atlas (che riparte)

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Il tour con Lucio Rossi tocca tre luoghi emblematici di quello che avviene in un megalaboratorio come il Cern: la fabbrica dei magneti, uno dei quattro esperimenti e la sala controllo. E la visita non poteva che iniziare proprio dai magneti, dalla Large Magnet Facility: è il regno di Rossi, che ci descrive quello che c’è dentro i lunghi tubi blu con l’entusiasmo e l’accuratezza con cui un appassionato descrive un opera d’arte: «c’è una bellezza anche in queste macchine perché non sono solo macchine; ed evidentemente noi la percepiamo ancor più perché la bellezza emerge dalla relazione tra un soggetto e un oggetto e non basta la forma per stabilirla».

Qui i magneti vengono costruiti o ricostruiti, utilizzando le migliori attrezzature delle migliori industrie; ma anche mettendo all’opera i migliori “artigiani”, come ad esempio i saldatori: «Succede in LHC come è successo per la costruzione delle grandi cattedrali medievali: qui il risultato della costruzione è assicurato principalmente dall’insieme dei giovani che vi si dedicano senza riserve; ma anche dalle maestranze tecniche, che ci mettono il cuore, l’intelligenza e una grande capacità di fare, di costruire, di mettere in funzione. Soprattutto durante i periodi di fermo dell’acceleratore, l’esperienza e l’abilità costruttiva che qui si conquista diventano preziose per riparare e realizzare i magneti che diventano superconduttori alla temperatura dell’elio superfluido, cioè a circa 271 gradi centigradi sottozero». 

La seconda tappa è la Sala controllo del Cern, dove gruppi di ingegneri e di fisici si alternano 24 ore su 24 intorno a quattro isole di computer circondate da maxi schermi silenziosi e ricchi di grafici. Qui si controllano sia le varie parte del percorso delle particelle - che subiscono una successione di accelerazioni entro anelli più piccoli prima di arrivare nei 27 km della circonferenza di LHC - sia tutte le infrastrutture del Cern, come pure la criogenia, cioè il sistema di raffreddamento dei magneti superconduttori. Nei mesi scorsi la macchina è stata progressivamente raffreddata «per arrivare al superfreddo necessario per avere i magneti superconduttori: siamo a circa 1.8 kelvin (cioè quei -271 °C), una temperatura vicinissima allo zero assoluto e inferiore a quella dell’universo. È impressionante pensare che abbiamo 40mila tonnellate di materiale alla temperatura che l’universo, nella sua espansione, realizzerà tra circa 10 miliardi di anni». 

Durante il pieno funzionamento della macchina, le particelle (i protoni) vengono iniettate in LHC “a pacchetti”: la macchina viene riempita con 2800 pacchetti in successione, ognuno dei quali contiene tra i 100 e i 150 miliardi di particelle. I fasci di particelle circolano in due anelli in senso opposto e, nei punti dove sono collocati i quattro apparati sperimentali, vengono fatti collidere. Fino a quel momento, le operazioni si svolgono in tempi piuttosto brevi: la produzione dei fasci e la loro accelerazione nelle prime macchine è questione di qualche decina di secondi; il riempimento di LHC richiede circa venti minuti, la successiva accelerazione altri 20 minuti. In pratica, da momento in cui si è pronti per l’iniezione delle particelle a quando avvengono le prime collisioni passano meno di due ore. 

«Da quando iniziano le collisioni la sala controllo non può più intervenire: la palla passa ai quattro apparati sperimentali (Atlas, CMS, LHCb e Alice) che accendono i loro rivelatori e le collisioni vanno avanti per un periodo variabile dalle sei alle dieci ore. Al termine, i fasci sono talmente dilatati e con bassa densità che è conveniente estrarli e ricominciare un nuovo ciclo». Il pregio di LHC è di poter accelerare le particelle a un’energia elevatissima: «l’obiettivo è di portare i fasci a 7 TeV (migliaia di miliardi di elettronvolt) e quindi ottenere collisioni a 14 TeV. Nello scorso mese di dicembre i magneti superconduttori di un primo settore di LHC hanno raggiunto per la prima volta le prestazioni necessarie per far circolare fasci di protoni a 6.5 TeV». 



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