di  -  martedì 10 gennaio 2012

 Come da tradizione, alla fine del vecchio, e all’inizio del nuovo anno è sempre il momento giusto per tirare le somme, ricordarsi gli eventi passati e pianificare i propositi per il futuro.

Quest’anno, però, mi limiterò a fare questo esercizio per quanto riguarda il CERN. Infatti, sebbene nel mondo della scienza le novità del 2011 e le storie da ricordare siano tantissime, il Cern da solo ci offre sufficiente materiale per scriverci un post.

Ricordiamo che il fiore all’occhiello del Cern è l’LHC, il Large Hadron Collider, l’acceleratore di 27 km di circoneferenza che accelera protoni sotto i laboratori del Cern. Quattro sono gli esperimenti principali che hanno luogo lungo la circonferenza dell’LHC: ATLAS, CMS, LHCb e ALICE. I primi due, ATLAS (A toroidal LHC apparatus) e CMS (Compact muon solenoid) hanno il medesimo scopo e sono in competizione/collaborazione per rispondere alle domande più fondamentali della fisica delle particelle: esiste il Bosone di Higg? Se si, che massa ha? Esiste la Supersimmetria? Vi è un modo per unificare tutte le quattro forze fondamentali?

Per queste e per moltissime altre domande stanno lavorando i più di 6000 scienziati coinvolti in questi due esperimenti. Accando ad essi vi è anche LHCb (LHC beauty experiment), un esperimento più piccolo che studia il mesone B, allor scopo di analizzarne proprietà quali CP-violation e superisimmetria. L’ultimo dei quattro esperimenti principali è ALICE (A large ion collider experiment), che non studia solo le collisioni di protoni, ma anche le collisioni create durante “run” particolari, in cui vengono accelerati ioni pesanti (come per esempio ioni di Piombo), al fine di studiare interazioni in condiioni di elevata densità e temperatura, simili a quelle avvenute durante il Big Bang.

Mentre per l’LHC nel suo insieme è stato un anno di grandi successi, un po’ sorprendentemente (ma non veramente, per gli addetti ai lavori) i due esperimenti principali sono quelli che si fanno attendere maggiormente nell’annunciare nuove scoperte. Infatti è stato solo alla fine del 2011 (il 13 Dicembre per la precisione) che CMS e ATLAS hanno rilasciato una dichiarazione contemporanea, annunciando di aver ridotto ulteriormente il range di masse possibili per il bosone di Higgs e di avere entrambi osservato un segnale che può suggerire l’esistenza del Bosone di Higgs. Questa dichiarazione è estremamente importante per la comunità scientifica, soprattutto perché lascia sperare che entro la fine del 2012, quando LHC verrà spento per manutenzione, potremmo finalmente avere una risposta definitiva sull’esistenza del Bosone di Higgs. D’altro canto, è bene ricordarlo, al momento non si tratta certo di una scoperta, quindi a mio parere possiamo dire che nel 2011 ATLAS e CMS hanno lasciato il palcoscenico agli altri esperimenti.

Quella che, a mio avviso, è probabilmente la scoperta più importante che è stata fatta nel 2011 al Cern, è la prima osservazione diretta di violazione CP, effettuata dall’esperimento LHCb. Solo un mese prima della conferenza stampa di ATLAS e CMS, il 14 Novembre 2011, LHCb ha presentato questo fantastico risultato, che ci ha fatto fare un piccolo ma importante passo avanti nella comprensione della fisica e dell’asimmetria materia/antimateria che osserviamo nell’Universo.

Per quanto riguarda l’esperimento ALICE, i risultati sono forse meno eclatanti, ma è probabilmente l’esperimento più vicino alla comprensione della fisica che sta studiando. Infatti a partire dall’inizio dell’anno, hanno definito molto accuratamente le proprietà del così detto “flow”, un modello che permette di studiare il comportamento collettivo delle particelle create durante la collisione di ioni pensanti. Durante l’anno, inoltre, hanno approfondito la comprensione del “quark gluon plasma”, o QGP, studiandone particolari proprietà, e così cercando di spiegare un particolare stato della materia ad energie e densità così alte da assomigliare alle condizioni del Big Bang.

Ma il Cern non è solo LHC. Nel complesso dei suoi laboratori vi sono molto altri esperimenti che hanno portato a interessanti risultati nello scorso anno.

Ricordiamo, per esempio, l’esperimento AMS-02, un rivelatore estremamente complesso montato sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) grazie ad un lancio dello Shuttle ad esso dedicato, e che si prefigge di rivelare antimateria presente nello spazio con una precisione mai raggiunta prima, oltre che a tentare di risolvere il dilemma della Materia Oscura. Sempre rimanendo nell’ambito dell’antimateria, l’esperimento ALPHA, ha intrappolato atomi di anti-idrogeno per circa 1000 secondi, abbastanza per studiarne proprietà e comportamento, mentre l‘esperimento ASACUSA è riuscito a misurare la massa dell’antiprotone con una precisione mai ottenuta prima.

Un altro risultato estremamente interessante è stato quello dell’esperimento CLOUD, che studia la correlazione tra i raggi cosmici e la formazione di nuvole nell’atmosfera terrestre. La notizia, invece, che vince il premio popolarità, per quanto se ne è parlato nei giornali e siti web di tutto il mondo è la misura fatta dall’esperimento OPERA, che ha misurato la velocità con cui i neutrini viaggiano dal CERN al Gran Sasso, e che le loro osservazioni suggeriscono essere maggiore della velocità della luce.

Il 2012 si preannuncia quindi pieno di buoni propositi scientifici. Di sicuro molti altri esperimenti di neutrini cercheranno di riprodurre i risultati di Opera (alcuni lo hanno già fatto, senza confermarne i risultati), mentre gli scienziati di ATLAS e CMS devono lavorare duro prima della chiusura dell’LHC per confermare l’esistenza del Bosone di Higgs. Le novità del 2011 riguardanti la Supersimmetria non sono molte, e quelle che ci sono non sono particolarmente buone, per cui attendiamo buone nuove dal 2012.

Insomma, il 2011 è stato un anno succulento per il Cern (di certo mi sono dimenticata qualche risultato importante, non me ne vogliate), ma le aspettative per il 2012 sono ancora più interessanti!

6 Commenti »

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  • # 1
    Cesare Di Mauro
     scrive: 

    Insomma, i fisici hanno tanti beni “giocattoli” coi quali divertirsi. :P

  • # 2
    Andrea Del Bene
     scrive: 

    …e se non scoprono un cazzo, come punizione 2 giri di Large Hadron Collider di corsa! :D

  • # 3
    Emanuele Ferraro
     scrive: 

    Ogni volta che si parla di CERN, non so perchè ma nella mia mente si formano immagini di black mesa *asd

  • # 4
    Ciano
     scrive: 

    CMS (Compact muon solenoid) interessante la scelta del termine Compact per un affare alto 15m, lungo 21m e che pesa 12000t :)

  • # 5
    Riccardo
     scrive: 

    Mi auguro che la Materia Oscura non sia altro che l’Amore presente nell’Universo! :D

  • # 6
    Naismith
     scrive: 

    “Ciano scrive:
    CMS (Compact muon solenoid) interessante la scelta del termine Compact per un affare alto 15m, lungo 21m e che pesa 12000t :)”
    Considerando quanto è grande il “Large Hadron Collider”, questo in effetti appare “Compact”.
    Non “Pocket”, comunque. ;-)

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