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"Un momento straordinario: primo fascio lanciato nel grande collisionatore di adroni del CERN.

Presso il Large Hadron Collider (LHC) del CERN, l'Organizzazione europea per la ricerca nucleare, in Svizzera, ha preso il via il più grande esperimento di fisica mai eseguito. Il primo fascio di protoni ha eseguito con successo il percorso di 27 km dell'acceleratore di partic...

Presso il Large Hadron Collider (LHC) del CERN, l'Organizzazione europea per la ricerca nucleare, in Svizzera, ha preso il via il più grande esperimento di fisica mai eseguito. Il primo fascio di protoni ha eseguito con successo il percorso di 27 km dell'acceleratore di particelle nella mattinata del 10 settembre, con conseguenti applausi nella Sala di controllo dell'LHC e grande sollievo per gli scienziati, alcuni dei quali aspettavano questo giorno da anni. L'evento spiana la strada verso una nuova era di scoperte nel campo della fisica delle particelle. Tra le altre cose, il LHC dovrebbe aiutare gli scienziati a trovare una risposta ad alcune domande cruciali sull'universo: la natura della materia scura, cosa accadde subito dopo il big bang e quante dimensioni esistono. "Si tratta di un momento fantastico," ha detto Lyn Evans, capo del progetto LHC. "Ora possiamo guardare in avanti, verso una nuova era di comprensione delle origini e dell'evoluzione dell'universo." Il LHC consiste di un ampio anello di magneti superconduttori, di 27km di circonferenza, che si trova a 100 metri sotto terra sul confine franco-svizzero nei pressi di Ginevra. All'interno dell'anello vengono accelerate, in direzioni opposte, due fasci di particelle (chaimate adroni). Dei potenti magneti guidano le particelle intorno all'anello e concentrano i fasci prima che si incontrino, per aumentare le probabilità di collisione di due particelle. Secondo il CERN le piccolissime dimensioni delle particelle coinvolte rendono la loro collisione simile ad "aghi lanciati da due punti distanti 10 km l'uno dall'altro con una precisione tale da farli incontrare a metà strada". Stazioni sperimentali collocate intorno all'anello individueranno ciò che accade quando le particellle si scontrano. Si spera che le loro osservazioni potranno aiutare gli scienziati a rispondere ad una serie di domande cruciali sulla natura dell'universo. I due maggiori esperimenti sono ATLAS ("A toroidal LHC apparatus") e CMS ("Compact muon solenoid"). Questi studieranno entrambi le particelle generate dalle collisioni, cercando di individuarle e di misurare il loro percorso e la loro energia. I due esperimenti sono stati progettati indipendentemente e sono basati su tecnologie molto diverse; così qualsiasi scoperta fatta da uno dei rivelatori potrà essere verificata dall'altro attraverso un controllo incrociato. Uno dei più grandi misteri che il LHC ci aiuterà probabilmente a svelare è quello sulla natura della massa. Più semplicemente, non sappiamo perché certe particelle hanno un determinato peso e altre particelle sembrano non avere nessuna massa. Gli scienziati credono che una particella chiamata Higgs boson protrebbe spiegare la situazione. Il problema è che nessuno ha mai osservato una Higgs boson, per cui la sua esistenza è ancora da provare. Al LHC, sia l'esperimento ATLAS che il CMS cercheranno di individuare qualche prova sull'esistenza di questa particella. Il LHC indagherà anche sulla materia scura. Benché il 96% dell'universo sia costituito di questa sostanza, ne sappiamo molto poco. Le stazioni ATLAS e CMS verranno usate per testare le teorie sulla costituzione della materia scura. Altrove nel LHC, l'esperimento LHCb ("Large Hadron Collider beauty") indagherà le differenze tra materia e antimateria, e tenterà di scoprire il perché la natura sembri favorire la materia rispetto all'antimateria. Intanto, la stazione ALICE ("A large ion collider experiment") indagherà le condizioni che sono prevalse immediadamente dopo che è avvenuto il big bang. Infine, tutti i rivelatori cercheranno di rivelare le prove dell'esistenza di ulteriori nascoste dimensioni nello spazio. "Questo è un momento storico per la scienza, il risultato di decenni di lavoro," ha commentato Keith Mason, capo del Science and Technology Facilities Council del Regno Unito, che ha contribuito al LHC. "Gli scienziati che aspettavano il LHC ora possono porre le maggiori domande esistenti nella scienza presente. Sia che scopriamo ciò che ci aspettiamo o che otteniamo un ribaltamento completo delle nostre teorie, rimane il fatto che i manuali di fisica non saranno mai più gli stessi." Messi insieme, questi esperimenti produrranno un'enorme quantità di dati (grosso modo 15 milioni di gigabyte) ogni anno. Questi dati saranno gestiti e analizzati con l'aiuto di un ampio grid informatico. I dati subiranno un'elaborazione iniziale al CERN prima di essere distribuiti agli 11 maggiori centri informatici del mondo. Questi centri passeranno i dati a 120 centri, i quali hanno sufficiente potenza informatica per immagazzinare gran parte dei dati ed eseguire analisi complesse. Scienziati di tutto il mondo avranno poi la possibilità di accedere a questi dati da cluster informatici o addirittura da PC individuali. L'accensione dei primi fasci al LHC è un momento aspettato per lungo tempo da molti scienziati; l'idea di costruire il LHC risale ai primi anni 80. Negli anni seguenti, gruppi di lavoro discussero il tipo di domande a cui una tale macchina avrebbe potuto dare risposta e nel 1994 il CERN dette il via al progetto. Da allora, il lavoro al progetto è stato continuo e le componenti finali dell'esperimento LHC sono state poste in posizione quest'anno. Infine, l'intera struttura è stata raffreddata a raggiungere un paio di gradi dallo zero assoluto. Ad agosto, gli scienziati hanno lanciato fasci di particelle attraverso lunghezze brevi dell'acceleratore, sia in senso orario che in senso antiorario. Il lavoro del CERN è gestito dai suoi 20 Stati membri. La Commissione europea riveste lo stato di osservatore nell'organizzazione.

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