Cern, la Signora dell’Anello vuole crescere. E fa bene

La Signora dell’Anello, Fabiola Gianotti, fisica particellare italiana (bene ricordarlo) direttore generale del Cern di Ginevra, alla presentazione del progetto Hl-Lhc il 15 giugno scorso ha dichiarato: “L’High-luminosity Lhc estenderà la portata dell’Lhc oltre la sua missione iniziale, portando nuove opportunità di scoperta, misurando le proprietà di particelle come il bosone di Higgs con maggiore precisione ed esplorando i costituenti fondamentali dell’universo sempre più profondamente“.

Lhc sta per Large hadron collider, il più grande acceleratore di particelle al mondo, ancora più grande cambiando nome e diventando High luminosity-large hadron collider. La storia iniziata nel 2010 continua. Infatti, sono stati ufficialmente avviati i lavori (dureranno otto anni) necessari per “truccare” la macchina esistente così da migliorarne le prestazioni. Obiettivo: aumentare il numero di collisioni nei grandi esperimenti aumentando così la probabilità di verifica sperimentale o di scoperta di nuovi fenomeni fisici.

L’Lhc è una macchina unica, esagerata, un anello sotterraneo lungo 27 km dove fasci di protoni viaggiano (opportunamente guidati) in direzione opposta, accelerati a una velocità molto prossima a quella limite della luce, per farli scontrare in quattro “camere” circondate da rilevatori che misurano cosa accade nelle collisioni dove vengono generate nuove particelle. In altre parole, si prendono dei protoni, si fanno andare in giostra accelerandoli giro dopo giro e quando sono alla velocità desiderata si fanno andare a sbattere gli uni contro gli altri. Quanto maggiore è la velocità e quanto più sono le particelle in gioco, tanto più numerosi, piccoli ed energetici sono i cocci (le nuove particelle) che vengono generati, osservati e misurati. Cocci che permettono di approfondire la nostra ancora scarsa comprensione delle leggi della natura. Quindi, i fisici di tutto il mondo che lavorano al Cern rompono e i cocci sono i loro. Anche nostri a dire il vero.

Lhc è in grado di produrre fino a un miliardo di collisioni protone-protone al secondo. L’Hl-Lhc aumenterà questo valore, definito dai fisici come “luminosità”, di un fattore compreso tra cinque e sette, consentendo di accumulare tra il 2026 e il 2036 circa 10 volte più dati. Un’enormità di dati. Basti pensare che nell’ottobre 2017 il Cern ha battuto il suo record memorizzando in un mese 12,3 petabytes di dati. Un petabyte è pari a 10 elevato alla 15, ovvero un milione di miliardi. Più dati significa mettere il naso in fenomeni più rari e misurazioni più accurate. Lhc ha permesso nel 2012 di mettere le mani sul bosone di Higgs e di fare venire il sospetto che ce ne siano altri di bosoni simil-Higgs. L’anno scorso ha consentito di trovare un barione a doppio charme, previsto dal modello standard e mai osservato prima. Potrebbe, il condizionale è d’obbligo, dare una mano sia a chiarire cosa sia la materia e l’energia oscura, sia a verificare sperimentalmente teorie più o meno esoteriche: dal Modello standard, alla sua estensione Susy che ha a che fare con la supersimmetria, alle extra-dimensioni, alla sottostruttura dei quark.

Per aumentare la luminosità della macchina occorre aumentare il tasso di collisione dei protoni. Per farlo bisogna comprimere il fascio di particelle nei punti di interazione in modo che aumenti la probabilità di collisioni. Per farlo l’Hl-Lhc ha bisogno di circa 130 nuovi magneti, in particolare 24 quadrupoli per focalizzare il fascio e quattro dipoli superconduttori. Sia i quadrupoli che i dipoli raggiungono un campo di circa 11,5 tesla, rispetto ai dipoli di 8,3 tesla attualmente in uso nell’Lhc. Saranno inoltre installate sedici camere del tutto nuove per massimizzare la sovrapposizione dei fasci di protoni nei punti di collisione. Senza parlare di tutta una serie di lavori finalizzati a migliorare l’efficienza e l’affidabilità della macchina: nuovi edifici, pozzi, caverne, gallerie e sale sotterranee per nuove apparecchiature criogeniche, sistemi e impianti elettrici, di raffreddamento e ventilazione.

Si tratta di un grande progetto che coinvolge 29 istituti di 13 Paesi, che richiede nuova ingegneria, attività di ricerca e sviluppo, nuovi componenti ad alta tecnologia come magneti, collimatori, cavità a radiofrequenza. Importanti investimenti industriali. Denaro. Sono soldi ben spesi. Nuove ricerche significa nuove tecnologie innovative che hanno sempre una ricaduta economica e sociale positiva. Si sposta in avanti frontiera della scienza e della tecnologia. Si aprono nuove prospettive. La storia non si chiude nel 2026. Se ne apre una nuova.