LARGE HADRON COLLIDER sarà il più grande esperimento di fisica delle particelle della storia. Creato per cercare una particella che sfugge ai fisici da anno: il bosone di HIGGS.
La posta in gioco è altissima, con l’acceleratore LHC si potrà scoprire l’esistenza di un nuovo mondo fato di particelle supersimmetriche, trovare la risposta del problema della massa e capire di cosa sia fatto il 95 % dell’universo. LHC che partirà tra pochi mesi, tutto è già collaudato e pronto, circa 4000 fisici di tutto il mondo hanno collaborato a questo progetto, circa 1000 di questi sono italiani. Ma i numeri più grossi sono le energie che questo acceleratore raggiunge per andare a rompere le particelle e scoprirne i segreti che regolano l’universo, la natura, la nostra vita.
Il mondo della fisica delle particelle quando due particelle si collidono con una energia complessiva di circa mille miliardi di elettronvolt cioè un teraelettronvolt i fisici lo chiamo il mondo del <<TERRASCALA>> e la macchina che arriverà proprio a tale energia sarà proprio LHC e i fisici non sanno a tali energie cosa possono trovare, che tipo di particelle ci sono e sono tutti pronti come dei bambini davanti alla giostra più grande del mondo entusiasti di scoprire l’ignoto e le nuove frontiere della fisica.
L’idea principale per che ha fatto scatenare tutto questo colossale progetto è la caccia di una particella il bosone di HIGGS, ( che secondo la teoria conferisce la massa alle altre particelle) e che è l’ultimo tassello nel grande puzzel che consente di dire che il modello standard dell’universo scoperto e studiato fino ad ora funziona.
Come funziona LHC
Lhc è un anello sotterraneo ( 50-175 metri di profondità) con un diametro di 8,6 chilometri. In alcuni punti bene stabili dell’ LHC ci sono dei giganteschi rivelatori (si pensi che potrebbero entrare dentro una cattedrale come il duomo di Milano), importanti per rilevare le collisioni e immagazzinare dati per studiarne la loro natura. I rivelatori in questioni sono: il CMS ( compact Muon Solenoid) i dati rilevati da CMS in un secondo occuperanno un volume pari a 10.000 volte quello dell’Enciclopedia Britannica, a seguire LHC-b questo rivelatore cerca i quark e gli antiquark-b per capire cosa a che cosa è dovuto la misteriosa asimmetria tra materia e antimateria nell’universo. Poi c’è ATLAS è l’altro grande toroidale per individuare i muoni prodotti nelle collisioni. E infine c’è ALICE che studia le collisioni di ioni di piombo che producono sfere di fuoco primordiali chiamate plasmi di quark e gluoni.
LHC produce fasci di protoni con energia molto alta rispetto a tutti gli altri collisori, è costituito da 7000 magneti raffreddati con elio liquido a meno 2 Kelvin per renderli superconduttori. Questi magneti guideranno due fasci di protoni accelerati a una velocità inferiore di un milionesimo in % a quella della luce. Ogni protone avrà una energia circa 7 Tev, ovvero 7000 volte l’energia che un protone a riposo incorpora nella sua massa in base all’equazione E=mc2,alla fine si avranno 600 milioni di collisioni tra particelle. I dati ricavati da ciascuno dei rivelatori più grandi riempirebbero 100.000 CD al secondo, una pila che arriverebbe fino alla Luna. Ma sono proprio questi dati che interessano i fisici, che verranno interpretati, analizzati, perché dentro essi si può nascondere una nuova particella, una nuova frontiere per la fisica mondiale.
La ricerca del bosone di Higgs, è il passo fondamentale, ma non è l’unico, i fisici si 
aspettano di trovare risposte per esempio sulla gravità perché è tanto più debole delle altre forze fondamentali, capire le diverse forme della materia, avere la conferma del modello standard e magari integrarlo ecc, il modello standard è il modello di quanto si conosce fino ad aggi sul mondo apparentemente fermo da 15 anni. La conoscenza della materia fino ad oggi comprende due tipi principali di particelle i quark e i leptoni e tre delle quattro forze fondamentali della natura: L’elettromagnetismo, l’interazione forte e l’interazione debole, ( la gravità non è considerata).
I quark formano i protoni e neutroni e risentono di tutte le forse suddette. I leptoni il più conosciuto l’elettrone sono immuni all’interazione forte. Queste due categorie si distinguono per un proprietà ( che gli hanno dati i fisici) della colore, i quark hanno colore i leptoni no. Uno dei principi del modello standard appena illustrato è che le equazioni della fisica sono simmetriche, ed è questo che inizialmente sarà cercato nel LHC una conferma del modello e successivi sviluppi.
LHC parla anche Italiano
Oltre ai fisici italiani, ricercatori, studenti che hanno e stanno collaborando al progetto LHC, c’è tutta una parte dedicata alla tecnologia e all’elettronica di rivelazione che è made in Italy. L’INFN ha partecipato attivamente alla costruzione e ideazione di elementi cruciali per i rilevatori. E molte ditte italiane di elettronica hanno portato un contributo notevole per far cogliere ai fisici quel attimo in cui potrebbe passare la particella di Higgs.
Confermare il modello standard e spingersi oltre, verso modi sconosciuti, questo è l’obbiettivo del più grande esperimento della storia. Passo dopo passo si scopriranno nuovi modelli, nuovi segreti di questa meravigliosa natura, con la stessa curiosità e passione dei vecchi padri della scienza. LHC è una conquista del progresso dell’intelligenza umana, e ancora una volta siamo davanti all’ignoto come lo era Galileo quando alzalo sguardo al cielo, e aprì le porte della conoscenza. LHC è un grande telescopio puntato sull’infinitamente piccolo che governa l’universo.
