Nuovo acceleratore di particelle pronto al CERN di Ginevra

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Il nuovo acceleratore di particelle Linac 4 è stato inaugurato al CERN (Conseil européen pour la recherche nucléaire), noto come il laboratorio di fisica delle particelle più grande al mondo, situato al confine tra la Svizzera e la Francia.

Il Linac 4 (Linear accelerator 4) è il successore del Linac 2 del 1978, e fornirà il triplo di energia alle particelle rispetto al suo predecessore: idealmente l'impatto maggiore nella collisione delle particelle fornirà dati completamente nuovi, aumentando la possibilità di venire a conoscenza di nuove scoperte.

Il Linac 4 è stato progettato per lanciare particelle di ioni negativi di idrogeno ad altissime energie, con l'obiettivo di collegarlo all'acceleratore LHC (large Hadron collider) per il 2021. LHC è attualmente l'acceleratore di particelle più esteso e potente esistente al mondo, progettato per accelerare adroni (protoni e ioni pesanti) con velocità prossime a quelle della luce, per farli scontrare con un'energia smisurata. I dati raccolti da questi urti vengono raccolti e analizzati a seconda dell'obiettivo dell'esperimento.

L'acceleratore LHC ha una forma circolare ed è situato in un tunnel sotterraneo di 27 Km e 100 metri di profondità tra la Francia e la Svizzera, vicino Ginevra. Il sistema criogenico del LHC è il più grande che si conosca sulla terra e garantisce temperature estremamente basse per gli esperimenti (per sapere il perché è necessario raffreddare le particelle, vi rimandiamo a questo articolo).

Il macchinario LHC accelera fasci di particelle in due direzioni opposte in un tubo a vuoto: le collisioni avvengono in 4 punti precisi dell'acceleratore, dove sono state predisposte caverne in cui il tunnel si allarga per collocare tutti i macchinari utili all'esperimento (ATLAS, CMS, LHCb, ALICE). Nonostante il Linac 2 fosse molto meno performante del Linac 4 sono state effettuate scoperte essenziali per la fisica delle particelle, come quella del Bosone di Higgs, noto anche come particella di Dio.

Una volta iniettati ioni negativi di idrogeno, ovvero atomi di idrogeno con un elettrone addizionale, questi vengono privati dei due elettroni nel lancio dal Linac 4 al Proton Synchrotron Booster, che è collegato a sua volta alla catena che lancia particelle nel LHC, in modo da ottenere esclusivamente protoni.

Ricordiamo infatti che l'idrogeno di base ha un solo protone e un solo elettrone: nel Linac 4 viene lanciato con un elettrone addizionale, quindi due in totale, che gli vengono sottratti nel Proton Synchrotron Booster per lasciare solo il protone che dovrà viaggiare nel LHC.

Il motivo per cui l'acceleratore di 90 metri Linac 4 non è ancora connesso al LHC è il testing, che in questo ambito è estremamente lungo e difficile.

Il direttore generale del CERN Fabiola Giannotti ha lasciato intendere che il Linac è un "elemento chiave per l'ambizioso programma di upgrade del LHC", definendo il lancio come uno step importante. Gli esperimenti potrebbero aiutare gli scienziati a spiegare la materia oscura, di cui attualmente non abbiamo conoscenza se non per il fatto che compone circa il 90% dell'universo.

FONTE: CERN
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