Parigi: dieci anni dopo la sua scoperta del bosone di Higgs, il Large Hadron Collider sta per iniziare a frantumare protoni insieme a livelli di energia senza precedenti nella sua ricerca per scoprire altri segreti su come funziona l’universo.
Il collisore di particelle più grande e potente del mondo ha ripreso a funzionare ad aprile dopo una pausa di tre anni per effettuare gli aggiornamenti in preparazione al suo terzo round.
L’Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN) ha annunciato in una conferenza stampa la scorsa settimana che opererà 24 ore su 24 per quasi quattro anni con una capacità record di 13,6 trilioni di elettronvolt, a partire da martedì.
Invierà due fasci di protoni – particelle nel nucleo di un atomo – in direzioni opposte quasi alla velocità della luce attorno a un anello di 27 chilometri (17 miglia) sepolto 100 metri sotto il confine franco-svizzero.
Il collisore più potente del mondo invierà due fasci di protoni in direzioni opposte a velocità prossime a quella della luce
Le collisioni risultanti saranno registrate e analizzate da migliaia di scienziati come parte di una serie di esperimenti, tra cui ATLAS, CMS, ALICE e LHCb, che utilizzeranno la forza potenziata per esplorare la materia oscura, l’energia oscura e altri misteri fondamentali.
“Miriamo a fornire 1,6 miliardi di collisioni protone-protone al secondo” per gli esperimenti ATLAS e CMS, ha affermato Mike Lamont, Head of Accelerators and Technology al CERN.
Questa volta, ha aggiunto, i fasci di protoni saranno ridotti a meno di 10 micron – lo spessore di un capello umano è di circa 70 micron – per aumentare il tasso di collisione.
Il nuovo tasso di energia consentirà loro di cercare ulteriormente il bosone di Higgs, osservato per la prima volta dal Large Hadron Collider il 4 luglio 2012.
Questa scoperta ha rivoluzionato la fisica in parte perché il bosone rientra nel Modello Standard, la teoria dominante di tutte le particelle fondamentali che compongono la materia e delle forze che le governano.
Tuttavia, diversi risultati recenti hanno sollevato domande sul modello standard e il collisore appena aggiornato esaminerà il bosone di Higgs in modo più approfondito.
“Il bosone di Higgs è associato ad alcune delle questioni aperte più profonde della fisica fondamentale odierna”, ha affermato Fabiola Gianotti, direttore generale del CERN, che ha annunciato per la prima volta la scoperta del bosone dieci anni fa.
Rispetto alla prima corsa del collisore che ha scoperto il bosone, questa volta ci saranno 20 volte più collisioni. “Si tratta di un aumento significativo, che apre la strada a nuove scoperte”, ha affermato Lamont.
C’è ancora molto da imparare sul bosone, ha affermato Joachim Menich, capo della ricerca e dell’informatica al CERN. “La particella di Higgs è davvero fondamentale o è un composto?” Chiesto.
“È l’unica particella simile a Higgs – o ci sono altre particelle?”
Precedenti esperimenti hanno determinato la massa del bosone di Higgs, così come più di 60 particelle composite previste dal modello standard, come il tetraquark.
Ma Gian Giudice, capo del dipartimento di fisica teorica del CERN, ha affermato che osservare le particelle è solo una parte del lavoro. “La fisica delle particelle non vuole solo capire come – il nostro obiettivo è capire perché”, ha detto.
Tra i nove esperimenti del Large Hadron Collider ci sono ALICE, che sonda la materia che era presente nei primi 10 microsecondi dopo il Big Bang, e LHCf, che utilizza le collisioni per simulare i raggi cosmici.
Dopo questa corsa, il collisore tornerà nel 2029 come LHC, aumentando il numero di eventi rilevabili di un fattore 10.
Inoltre, gli scienziati hanno in programma di creare un futuro collisore circolare, un anello lungo 100 chilometri che mira a raggiungere energie colossali fino a 100 trilioni di elettronvolt. Ma per ora, i fisici attendono con impazienza i risultati del terzo round del Large Hadron Collider. “Una nuova stagione della fisica è iniziata”, ha affermato l’Organizzazione europea per la ricerca nucleare, il CERN.
Pubblicato in Alba, 5 luglio 2022