Ore 10,20, (con 15 minuti di ritardo) Via Celoria, Dipartimento di Fisica dell’università di Milano – due fasci di protoni cominciano a percorrere l’intero anello di 27 chilometri del Cern. I 1700 grandi magneti superconduttori, che spingono le particelle e curvano la loro traiettoria non sono carichi al massimo (0,7 Tesla), ma possono arrivare a 8,3 Tesla. Niente collisioni previste oggi ma solo giri completi dei due fasci di protoni in opposte direzioni. Il motore Lhc, in pratica, comincia oggi il suo rodaggio.

Infatti, le uniche collisioni registrate oggi al Cern di Ginevra sono state quelle tra bicchieri di cristallo moderatamente pieni di spumante. Tanto per salutare il buon funzionamento di una delle più complesse macchine mai create, finora, dal genere umano: 27 chilometri di tunnel criogenico, allo zero assoluto, sottovuoto, dotato di 1700 grandi magneti per curvare e accelerare i fasci di particelle che vi girano 1200 volte ogni secondo. E quattro grandi rivelatori di collisioni, di cui l’Atlas, più grande di una cattedrale come Notre Dame.

Nel cuore di Atlas sta il rivelatore a pixel, un apparato sensoriale ultrapreciso creato dai fisici dell’Università di Milano. E il loro gioiellino, frutto anche di collaborazioni con Ibm (chip in silicio) e con altri atenei europei, ha funzionato a dovere. Alle 10,40, sull’email di Laura Perini, docente del Dipartimento di Fisica di via Celoria, piove la prima immagine, in assoluto, di Atlas in funzione, con i suoi segnali verdi di protoni piovuti sul rivelatore dal tubo sottovuoto, precisi al millesimo di millimetro.

Un successo tecnologico, quello di oggi nel grande laboratorio dei fisici, nemmeno più definibile come europeo (20 nazioni partecipanti, 6 miliardi di euro e vent’anni di lavoro per costruire l’Lhc). Ma non ancora un evento scientifico. «L’anello, oggi, ha dimostrato che funziona, e senza intoppi – spiega Stefano Forte, docente di fisica teorica – ma sta ancora lavorando a bassa energia, a soli 0,7 Tesla. Quando arriverà a regime, dai 4 Tesla fino a 8, e avverranno le vere collisioni tra fasci protonici controrotanti, si comincerà a lavorare sul serio».

Di sicuro, da ottobre in avanti, i fisici di tutto il mondo si sentiranno un po’ meno ignoranti. Negli ultimi vent’anni, infatti, questa disciplina ha accumulato più domande che risposte. Ha scoperto che, via materia oscura e energia oscura, non conosciamo la natura di oltre il 90% di ciò che forma l’universo. Ha scoperto che il suo modello standard di descrizione di ciò che sta dentro il mondo subatomico tiene, ma è ancora fragile, forse persino fuorviante.

Il modello standard della fisica subatomica, con i suoi quark, leptoni, gluoni e bosoni, è infatti come una buona fotografia di un classe scolastica. Le facce ci sono tutte, salvo una, il misterioso bosone di Higgs, quello che dovrebbe spiegare la “massa” della materia, e quindi la forza di gravitazione.

Le altre facce della classe sono tutte dai lineamenti ben nitidi, ben misurati, confermati da migliaia di esperimenti. E se a ciascun “alunno” chiedi informazioni indirette sul misterioso “compagno Higgs lui te le dà, esattamente nei canoni previsti dal modello teorico.

Eppure questa faccia non si trova, e finora l’energia delle collisioni, ovvero le martellate che riusciamo a tirare sui nuclei atomici per spaccarli, sono state troppo deboli per farlo saltare fuori (e quindi misurarlo, e capire come si incastona questa piccola perla dentro le ostriche atomiche ). Ecco quindi l’Lhc, con la sua potenza vicina a quella del big bang primordiale. O la perlina salta fuori, oppure saltano fuori (anche prima) tante perline ancora più piccole (le particelle minuscole della teoria supersimmetrica) e poi lui (o cinque versioni di lui). Oppure non salta fuori niente. E anche questa è una grande informazione scientifica.

«Nessuno sa se dietro quel buco nel modello standard ci sia solo una faccia oppure sia magari l’imboccatura di un cunicolo, un pozzo che ci potrebbe portare a una visione completamente nuova, e inattesa della fisica e della realtà in cui viviamo», ammette Forte.

La prima strada, che Higgs salti fuori subito, senza tirare il collo all’Lhc, è la più facile ma in fondo la più noiosa. Confermerebbe il modello standard ma senza aprire nuovi spazi di ricerca. Forse darebbe qualche indizio sulla materia oscura, finora intravista solo da anomalie intergalattiche. Ma poco di più.

Se invece saltano fuori, prima o insieme, le conferme della teoria supersimmetrica (che corregge la fragilità del modello standard se lo si analizza a energie più elevate di quelle della nostra vita normale) allora cambia tutto: «si spalancherà un campo di ricerca entusiasmante – spiega Forte – in cui potremo forse capire se esistono altre dimensioni rispetto alla nostra, e farci un’idea dell’universo, e della sua energia, molto più profonda».

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Qui un video della spiegazione delle particelle elementari

L’acceleratore principalmente dovrà dare risposte a i seguenti quesiti:

• Qual’è l’origine della massa (ovvero la cosiddetta Particella Di Dio) ? Si cerca cioè di capire se esiste il bosone di Higgs, teorizzato nel 1964 dal fisico scozzese Peter Higgs, particella ipotetica e ad oggi mai osservata anche se ci sarebbero indizi sulla sua esistenza. Provarne definitivamente l’esistenza significherebbe confermare per intero il modello standard della fisica delle particelle dove il bosone di Higgs si è considerata portatrice di forza del Campo di Higgs che si ritiene dia massa a tutte le particelle.

• Qual è l’origine della massa dei barion (i barioni, assieme ai mesoni, appartengono alla Famiglia delle particelle note come adroni, ovvero le particelle che si ritiene siano composti da quark.)?

• E poi esistono le particelle supersimmetriche?

• Cosa sono la materia oscura e l’energia oscura (che costituisce il 25% della materia esistente nell’universo) ?

• Esistono altre dimensioni oltre alle tre spaziali e quella temporale?

• Capire la scomparsa dell’antimateria: all’inizio dell’universo materia e antimateria erano presenti nelle stesse quantità e, poiché si annullano a vicenda, sarebbe stato logico che entrambe fossero scomparse. Invece questo non è accaduto ed ha prevalso la materia di cui siamo fatti, ma nessuno sa ancora il perché.

• Scoprire i primi istanti dopo il Big Bang e riuscire a vedere le particelle esistenti immediatamente dopo l’esplosione che ha dato inizio all’universo è uno degli obiettivi più ambiziosi del super acceleratore.

Le teorie alcune risposte ce l’hanno ma le conferme empiriche del Lhc permetterà di mettere dei punti fermi per proseguire nell’ulteriore sviluppo della conoscenza delle cose e del mondo.

Comunque resta il fatto che quello di oggi è stato un test che segna di fatto l’inizio della vita del più grande acceleratore del mondo, costruito per svelare tanti misteri dell’Universo ancora insoluti.

Il sito ufficiale del CERN Qui

Il sito ufficiale del LHC Qui

FONTE: Ilsole24ore.com