di  -  mercoledì 11 febbraio 2009

Pubblichiamo un guest post di Eleonora Presani

LHCIn questi ultimi mesi si è sentito parlare molto dl nuovo progetto dell’istituto CERN, l’LHC (Large Hadron Collider). Nuovo per modo di dire, visto che si lavora per la sua realizzazione fin dagli anni ’80, ma che solo adesso si sta avvicinando a funzionare realmente.

Ci sono stati molti altri esperimenti analoghi nel’ultimo secolo, in Germania (con DESY), Stati Uniti (FermiLab, RHIC e SLAC per citare i più noti) e Svizzera (LEP) per quanto riguarda i più famosi, ma non certo gli unici. Ma perché l’uomo è così tanto interessato a studiare queste particelle e, soprattutto, vale la pena continuare? Cosa c’è ancora da scoprire?

Sembra incredibile, ma più si scopre e più domande sorgono: l’LHC non sarà senz’altro l’ultimo tentativo dell’uomo per approfondire la natura, ma promette di rispondere a molte domande attualmente aperte.

I giornali hanno nominato più volte la Particella di Dio (suscitando anche le ire di alcune file ecclesiastiche, per fortuna placate subito dopo), nome di dubbio gusto scelto dal premio nobel Leon Max Lederman per la particella nota invece come bosone di Higgs. Ma è veramente quello che si cerca all’LHC? Beh, se lo chiedete a qualsiasi persona che lavora in uno dei 4 esperimenti dell’LHC (Atlas, CMS, LHCb, Alice) la risposta sarà no… cioè, si, però che noia!

Il tanto famigerato bosone di Higgs non farebbe che confermare le nostre teorie sul Modello Standard, ovvero la nostra spiegazione dello “zoo” di particelle che descrivono il mondo che ci circonda.

Il tutto nasce con gli studi sulla forza Elettrodebole, ovvero quando si è cominciato a capire che la forza elettrica, magnetica e a radioattività sono effettivamente racchiudibili in una descrizione “unificata”. Questo, però sembrava essere possibile solo a patto che le particelle reponsabili del trasporto di tali forze fossero prive di massa.

Purtroppo si osservò presto che ciò non è vero, infatti sebbene i fotoni, responsabili dell’interazione elettromagnetica, siano privi massa, ciò non si può dire per i bosoni che trasportano l’interazione debole (chiamati W nel caso di quelli carichi e Z per quello neutro).

Per questo Peter Higgs, Jeffrey Goldstone e altri fisici hanno concentrato le loro forze (senza “unificarle” però….) per cercare di spiegare questa contraddizione. Il risultato è che il cosiddetto meccanismo di Higgs permette di assegnare le corrette masse alle corrette particelle, rendendo tutto più semplice da spiegare (qui o qui per i più esperti).

Il problema è che questa particella non è ancora stata osservata sperimentalmente, a causa delle alte energie necessarie per l’osservazione. Per questo, l’LHC spera di poterne finalmente confermare l’esistenza.

L’esistenza del bosone di Higgs, però, non riuscirebbe a spiegare molte altre cose che non sono incluse nel Modello Standard. La Teoria Gravitazionale di Einstein, per esempio, male si sposa con la Meccanica Quantistica, teoria alla base del Modello Standard.

Inoltre, tramite osservazioni astronomiche (WMAP, PLANCK) sappiamo che il nostro Universo è composto solo per il 4% della materia che conosciamo e che ci circonda. Più del 20% è composto di una materia totalmente sconosciuta all’uomo che chiamiamo Materia Oscura.

Più del 70% poi è composto di qualcosa di ancora più ignoto, di cui non conosciamo nemmeno la natura fisica, e che ci limitiamo a chiamare Energia Oscura. La stragrande maggioranza della composizione del nostro Universo, quindi, non può assolutamente essere spiegata dalla “Particella di Dio” o dal Modello Standard in genere. È per questo che i fisici più lungimiranti e ambiziosi sperano che il Bosone di Higgs non sia che la prima e meno importante scoperta dell’LHC, e c’è chi spera addirittura che non si scopra per niente, per arrivare direttamente “al sodo”!

Molto spesso si cerca di spiegare l’importanza dell’LHC e della fisica fondamentale illustrando l’impatto che questa ricerca ha sulla tecnologia e l’innovazione. È senz’altro una ragione i primaria importanza per il mondo e che va messa in luce e sfruttata al massimo, però penso che sia giusto far sapere a tutti quali siano le vere ragioni che spingono la maggioranza dei fisici: capire cosa ci circonda e magari anche noi stessi!

21 Commenti »

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  • # 1
    Zak84
     scrive: 

    Post molto interessante! :)

  • # 2
    Cesare Di Mauro
     scrive: 

    Ecco, avete trovato il modo di tenermi incollato allo schermo con la bocca aperta. Cattivoni! :D

  • # 3
    Giulio
     scrive: 

    Sono onestamente cose molto affascinanti anche per chi, come me ad es., è totalmente fuori da un ambiente del genere…
    Peccato solo che, probabilmente, ci vorranno ancora tanti tanti anni per arrivare a qualcosa di concreto…

    Sapete cosa mi viene in mente (banalizzando)? Mass Effect e il suo universo. Chissà cosa ci aspetta ancora la fuori…
    E mi viene in mente anche la frase di un fisico di inizio ‘900 di cui non ricordo il nome che diceva: “ma oramai non c’è quasi più nulla da scoprire”. Chi è che oggi non si fa una risata sentendolo?

  • # 4
    roberto
     scrive: 

    manca una lettera nel titolo.

    mi aspettavo un post di invettive, invece con piacere scopro qualcosa di divulgativo… il titolo magari è un pò fuorviante..

  • # 5
    Joey
     scrive: 

    Complimenti, bell’articolo e soprattutto interessante. Mi fa venir voglia di documentarmi di più!

  • # 6
    Caterpillar
     scrive: 

    Ragazzi installatevi BOINC ed aderite al progetto LHC@home per dare una mano a fare le simulazioni che servono per calibrare gli enormi magneti dell’LHC. Specie ora che ci sono le riparazioni può essere molto d’aiuto.
    Per altre informazioni andate su http://www.boincitaly.org/

    Cmq sia la parte più importante della costruzione dell’LHC è il fatto che sono state messe a punto delle tecnologie che ora vengono usate nel campo medico, come particelle ad alta energia per curare i tumori, oppure particolari risonanze che permettono di individuare futuri infarti, ecc.ecc.
    Inoltre non ci dimentichiamo che la struttura attuale di internet è stata “pensata” al CERN per far comunicare i centri di ricerca negli anni 80

  • # 7
    Rodolfo
     scrive: 

    Bella rewiew!!! complimenti!!

  • # 8
    Vas.ko
     scrive: 

    Bell’articolo!
    Credo che le conseguenze delle scoperte all’LHC potrebbero anche capovolgere completamente tutto il nostro modo di pensare e relazionarci al mondo.

    Conosciamo poco del mondo attorno a noi, e sono molte le teorie che lo spiegano, alcune più fantasiose di altre, ma per ora tutte con la stessa valenza, in quanto nessuna è realmente dimostrabile come vera o falsa.

    Potrebbero dare una base scientifica alla religione. O potrebbero invece dstruggere la religione, ma confermare una natura spirituale delle cose. O potrebbe distruggere tutte e due. Potrebbe confermare che ogni uomo è un essere a se’ stante, o potrebbe dimostrare che in realtà siamo tutti collegati da una ragantela di energie sottili, e quindi in linea teorica il vuoto non esisterebbe.

    Ripeto, ho semplificato visioni e teorie, però il tutto rimane affascinante.

  • # 9
    Bellaz89
     scrive: 

    E pensare che qualche mese fa c’era chi, preso da una specie di crisi isterica collettiva da film di hollywood, invocava la chiusura dell’ esperimento, o si ergeva a giudice della scienza pretendendo di aver ragione affermando che “LHC è solo uno spreco di soldi”. Comunque qualcuno sa a che punto sono con le riparazioni della sezione incriminata? Quando inizieranno finalmente a fare esperimenti?

  • # 10
    Eleonora
     scrive: 

    Purtroppo le riparazioni sono abbastanza sostanziose, per cui ci vorrà del tempo. L’incidente è stato molto grosso e inaspettato, diversi settori hanno subito danneggiamenti, ho visto le foto delle coperture che proteggevano i cavi e hanno dei buchi da far paura… adesso hanno dovuto controllare anche tutti gli altri settori, per ragioni di sicurezza.
    In ogni caso la settimana scorsa c’è stato un workshop in cui sono stati decisi i primi obiettivi “fisici” dell’LHC e si prefiggono di fare i primi run veri alla fine del 2009, in modo da avere i primi dati all’inizio del 2010, ancdando avanti fino all’autunno 2010 con collisioni a 5 TeV. La data ufficiale per far ripartire i run è stata annunciata il 9 febbraio e sembra essere fine Settembre 2009. Trovate più informazioni qui: http://public.web.cern.ch/public/

  • # 11
    Bellaz89
     scrive: 

    Peccato. Inizialmente sembrava che il guasto fosse più limitato, e che i test dovessero iniziare a momenti. Vabbè, almeno all’ attivazione saprò qualcosa di fisica (spero)

  • # 12
    Lanfi
     scrive: 

    Io, un po’ più pragmaticamente, credo che siano molto interessanti anche tutte le tecnologie che vengono sviluppate per arrivare a queste scoperte. Un po’ come successe quando si trattò di sviluppare tecnologie del tutto nuove per mandare degli uomini nello spazio.

    Nel caso di lhc ad es. è di straordinario interesse la tecnologia di rete che è stata sviluppata per portare l’immensa mole di dati generata dall’acceleratore a tutti i laboratori sparsi ai 4 angoli del globo. Si chiama GRID e credo che ne sentiremo ancora parlare ;-).

  • # 13
    Eleonora
     scrive: 

    In effetti GRID era un possibile argomento per qualche approfondimento futuro… ;)

  • # 14
    Notty
     scrive: 

    bello il giocattolo :-D
    seguo da vicino perchè uno dei responsabili dle progetto è un mio caro amico e a me (come si sa) piace la tecnologia ^^

    Avanti tutta ^^

  • # 15
    arkanoid
     scrive: 

    In realtà non è nemmeno così come è scritto, l’energia oscura e la materia scura non “ci sono”, ma sono una spiegazione a dei fenomeni inspiegabili.
    LHC può servire anche a capire se questa strada sia corretta oppure no.

  • # 16
    primo gas
     scrive: 

    A proposito, avete visto questa interessante playlist su youtube sulla teoria delle stringhe e sull’utilita dell’LHC:

    http://www.youtube.com/view_play_list?gl=IT&hl=it&p=D146EC84444F7F30

  • # 17
    Nicola
     scrive: 

    bell’articolo, molto interessante

    la struttura “IT” a corredo di questo apparato è da capogiro….sono state messe a punto soluzioni davvero avveniristiche :-)

  • # 18
    Eleonora
     scrive: 

    @arkanoid:
    quello che dici e` vero per l’ energia oscura, la materia oscura, come dice il nome, e` materia, per cui esiste…. si comincia a saperne “abbastanza”, anche se ci sono diverse teorie che si prefiggono di descriverne le proprieta` fisiche.

  • # 19
    Quando la Terra non basterà più…. - Appunti Digitali
     scrive: 

    […] settimana fa ho scritto un post sugli scopi scientifici dell’LHC (Large Hadron Collider) al CERN. Come avevo anticipato, i […]

  • # 20
    gianmarco
     scrive: 

    appena ho saputo che era partito qst esperimento i miei amici mi dissero”fra 5 gg si muore tutti”
    quindi inizia a informarmi su tt i siti.
    mi appassionai.
    un gg al tg dissero che l’acceleratore si era rotto..
    e poi nn ne ho + avuto notizie..
    doveva essere gia ripartito a gennaio..se ricordo bene
    la mia domanda è:l’acceleratore funziona o è sempre fermo?
    grazie ciao a tutti

  • # 21
    Eleonora Presani
     scrive: 

    @Gianmarco
    Al momento l’acceleratore è fermo a causa del problema che ho descritto qualche commento prima… Dovrebbero ricominciare a Settembre se tutto va bene con le riparazioni.
    Per ulteriori informazioni puoi guardare qui:
    http://public.web.cern.ch/public/

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