LHC (Large Hadron Collider)

 

 

Nome: Lhc (Large Hadron Collider)

Che cos’è: Acceleratore di particelle (protoni)

Dove: Ginevra, CERN

Quando: inaugurato nel 2008

   

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L’esperimento

Con i suoi 27 km di circonferenza, è la macchina più grande del mondo. Serve a scoprire di che cosa è fatta la stragrande maggioranza della materia e dell’energia contenuta nell’Universo e a aprire nuove strade di indagine (la cosiddetta “nuova fisica") nel mondo delle alte energie. Il suo costo si aggira sui 3 miliardi di euro.

 

Come è fatto

All’interno del cerchio sono collocati sei esperimenti: Atlas, Cms, Alice, LHcB, LhcF, Totem. I protoni viaggiano in Lhc a una velocità pari a 0,999999991 la velocità della luce e compiono ogni secondo ben 11.000 giri completi dell'anello di 27 chilometri. L’energia dei pacchetti di protoni che viaggiano in Lhc è di 4 TeV (Tera electron volt) per fascio entro il 2013 ed è prevista salire a 7 TeV per fascio dopo la pausa di un anno prevista tra il 2013 e il 2015. All’interno dei rivelatori dei diversi esperimenti, i protoni si scontrano 40 milioni di volte al secondo. Avvengono, nei momenti di massima efficienza della macchina, fino a 25 collisioni tra protoni ogni 25 nanosecondi (miliardesimi di secondo), cioè circa 1 miliardo di collisioni al secondo.

 

Obiettivi scientifici

Una macchina così complessa ha diversi obiettivi. Uno dei più importanti è osservare per la prima volta con una ragionevole certezza il bosone di Higgs. Cioè la particella associata al campo che si ritiene sia responsabile della massa, l’ultimo tassello mancante tra le particelle fondamentali del modello standard con cui i fisici interpretano l’Universo. Altri obiettivi sono rilevare l’eventuale esistenza di particelle supersimmetriche (le gemelle “obese” di quelle conosciute) e di eventuali nuove particelle, studiare il plasma di quark e gluoni che viene realizzato nelle collisioni di ioni di piombo, osservare il decadimento dei mesoni B per capire meglio l’asimmetria tra materia e antimateria, verificare i modelli teorici che descrivono cosa succede ai raggi cosmici di altissima energia quando entrano nell’atmosfera, misurare la probabilità e le modalità degli urti tra protoni in Lhc.

 

Tecnologia

Lhc è formato da 9.600 magneti. 2.000 di questi sono superconduttivi e per questo mantenuti ad una temperatura di 271° sotto zero. All’interno di questi magneti superconduttivi funzionano 6.300 filamenti superconduttori al nobio-titanio, ognuno dei quali ha uno spessore di circa 6 millesimi di millimetro, 10 volte più sottile di un capello umano. Nonostante le sue dimensioni, Lhc è (relativamente) leggero: pesa solo 38.000 tonnellate in meno di 50 treni. I due esperimenti più pesanti sono Cms, con 12.500 tonnellate, e Atlas, con 7.000 tonnellate. In Cms c'è più ferro che nella Tour Eiffel. Gran parte di questa macchina è tenuta ad una temperatura di oltre 271 gradi sotto lo zero. Mentre nei punti dove avvengono le collisioni si raggiunge una temperatura 1000 miliardi di volte superiore a quella del cuore del Sole.

 

Partecipanti/ collaborazione

Circa 6.000 ricercatori di 37 Paesi del mondo.