Avviato LHC, il più grande acceleratore di particelle del mondo

Il 10 settembre 2008, presso il Cern di Ginevra, il primo fascio di protoni ha compiuto un giro completo del Large Hadron Collider (abbreviato LHC), il più grande acceleratore di particelle mai costruito.

Questa macchina è costituita da un tunnel circolare di 27 chilometri costruito sotto terra, al confine tra la Francia e la Svizzera, all'interno del quale due fasci di protoni dallo spessore inferiore a un capello vengono accelerati in senso opposto fino a collidere. Per direzionare accuratamente i fasci vengono usati magneti superconduttori portati mediante elio liquido alla temperatura di -271 °C (inferiore alla temperatura media del vuoto cosmico), i quali lavorano con campi magnetici massimi di 8 Tesla (oltre centomila volte più grandi del campo magnetico terrestre). All'acceleratore principale sono connessi gli apparati di misura degli esperimenti ATLAS, CMS, ALICE, LHCb, TOTEM  LHCf.

Lo scopo di questo immenso apparato sperimentale è permettere ai fisici di conoscere meglio la struttura del nostro Universo. Una delle prime domande alle quali si cercherà di dare un risposta è: che cosa conferisce la massa alle particelle? Il fisico britannico Peter Higgs è noto per aver fornito una risposta teorica a questo interrogativo: proposto nel 1964, il meccanismo di Higgs, come ormai è noto nella comunità scientifica, prevede che le particelle interagiscano con un campo detto campo di Higgs e che in questo modo esse acquistino massa. A mediare tale interazione penserebbe una particella ben precisa, il famoso bosone di Higgs.

Questa teoria è ormai entrata a far parte del Modello Standard, ovvero la teoria che spiega i meccanismi del mondo delle particelle elementari e ne è considerata un importante pilastro. Gli esperimenti condotti grazie al LHC potrebbero mostrare sperimentalmente l'esistenza del bosone di Higgs, convalidando quindi la teoria e aiutandoci a capire una parte importante della Fisica dell'infinitamente piccolo.

Un altro degli obiettivi del Large Hadron Collider è quello di riprodurre in laboratorio le condizioni del Big Bang, ovvero l'esplosione che, secondo le teorie cosmologiche moderne, ha dato inizio al nostro Universo.

Non sono mancati però vari oppositori all'accensione del LHC. C'è chi ha paventato la possibilità che nel cuore del collider potessero nascere buchi neri microscopici in grado di inghiottire rapidamente la Terra, qualcuno ha parlato della creazione dello strangelet (particella di materia "strana") o dei monopoli magnetici (particelle magnetiche dotate del solo polo nord o sud e non di entrambi, contrariamente alle comuni calamite). Altre persone non hanno esitato a tirare in ballo le più catastrofiche profezie dei Maya e di Nostradamus.

I Fisici del Cern hanno rassicurato il mondo annunciando che il collider non presenta pericoli di questo tipo. Sulla Terra avvengono costantemente fenomeni a energie molto superiori a quelle usate nel LHC, con conseguenze innocue. L'eventualità che un mini buco nero si formi non è da scartare, ma secondo la teoria dell'eminente fisico Stephen Hawking, esso dovrebbe evaporare in poco tempo senza fare danni. Per quanto riguarda gli strangelet e i monopoli magnetici, la probabilità che essi si possano formare e creare i danni paventati dai più pessimisti è praticamente nulla.

Un apparato di queste dimensioni e con questa potenza non era mai stato costruito prima e non sarebbe mai stato possibile realizzarlo in alcuna una struttura privata. Fondato nel 1954, il Cern è un centro di ricerca finanziato da oltre 20 nazioni tra le quali l'Italia, che è anche uno dei Paesi fondatori. Grazie ai finanziamenti e al lavoro congiunto di ricercatori provenienti da ogni parte del mondo, è stato possibile realizzare questo enorme complesso di macchinari che aiuteranno gli scienziati a conoscere meglio come è fatto il nostro Universo.

Il collider verrà ancora sottoposto a una serie di ulteriori test per calibrare la potenza e sincronizzare in maniera opportuna i vari apparati di misura. Nell'arco di un mese dovrebbe dovrebbe essere portato alla massima potenza e nell'arco di un anno dovrebbe fornire i primi risultati.