L'asse terrestre si è spostato in seguito al terremoto in Cile (Credit: Ansa)

Avete l’impressione che le giornate durino sempre meno? Forse non è solo una sensazione legata agli anni che passano. Il terribile sisma che ha sconvolto il Cile, infatti, potrebbe aver spostato l’asse della Terra e di conseguenza accorciato le giornate. Secondo lo scienziato della Nasa, Richard Gross, il terremoto del Cile ha spostato l’asse di circa 8 cm e accorciato le giornate di 1,26 microsecondi. Continua

L’acceleratore di particelle del Cern a Ginevra

Il Large Hadron Collider (LHC), l’acceleratore di particelle del CERN di Ginevra, attivato per la prima volta lo scorso settembre e spento poco giorni dopo per un guasto che lo rende attualmente inutilizzabile, è stato costruito, nel corso degli ultimi 10 anni, con l’obiettivo dichiarato di dimostrare l’esistenza del Bosone di Higgs.

Quella che è stata (fantasiosamente) definita la “particella di dio”, perché spiegherebbe come mai le particelle (e quindi tutto ciò che esiste nell’Universo) abbiano una massa, è l’ultima particella mancante nel modello Standard della fisica subnucleare. Nel 1995, infatti, due gruppi separati di scienziati del Fermilab, l’acceleratore americano situato nello stato di New York, hanno “trovato” l’altra particella mancante, il Top Quark.

Secondo gli scienziati, la scoperta del Bosone, la cui esistenza è stata ipotizzata dal fisico Peter Higgs negli anni ’60 e pare essere supportata da numerose teorie matematiche, sarebbe fondamentale per capire la struttura dell’Universo e spiegare come mai esistono la materia e l’energia oscura (che compongono la maggior parte dell’Universo). Per questo sono stati investiti miliardi di euro nella costruzione dell’LHC che, in teoria, dovrebbe essere talmente potente da accelerare (e far collidere) particelle più “pesanti” (gli adroni) che danno maggiori possibilità di scoprire il Bosone.

Pare però che gli scienziati del Fermilab, ottimizzando il vecchio acceleratore a loro disposizione, possano essere in grado di dimostrare l’esistenza del Bosone entro la fine del prossimo anno. Sarebbe una beffa per gli scienziati del CERN, che al momento stanno lavorando a pieno ritmo per riattivare l’LHC ma che probabilmente non riusciranno a effettuare i primi test fino alla fine del 2009.

Tutto dipende dalle effettive dimensioni del  Bosone. Secondo le teorie matematiche la particella mancante avrebbe una massa inclusa tra 184 e 114 GeV (GeV = Gigaelectron Volt: un protone ha una massa di 0,938 GeV). Gli ultimi test realizzati escludono una massa superiore ai 170 GeV ma, più vicina la massa del bosone è a 170 GeV, maggiori sono le possibilità di successo per Fermilab: un Bosone di 150 GeV potrebbe essere scoperto entro  la fine della prossima estate, mentre se la massa fosse intorno ai 120 GeV si andrebbe fino alla fine del 2010, con la possibilità per il CERN di rientrare in corsa.

Chiaramente non è una vera gara: molti degli scienziati che lavorano ai due esperimenti sull’acceleratore Tevatron di Fermilab (CDF e DZero) lavorano anche al CERN (e viceversa) e gli USA stessi hanno contribuito con oltre mezzo miliardo di dollari alla costruzione del centro europeo. Se il Bosone venisse individuato da Fermilab, inoltre, la scoperta dovrebbe comunque essere confermata da un altro esperimento indipendente.

Il CERN, che, attraverso gli esperimenti ATALS, CMS, ALICE e LHCb, rappresenta un gigantesco salto in avanti in questo campo dal punto di vista tecnologico, sarà il centro globale della ricerca sulla fisica subnucleare nei decenni a venire e potrebbe poi utilizzare la scoperta del Bosone per portare avanti nuovi esperimenti e studi nel campo della materia e dell’energia oscura.

Altre discussioni impazzano su quanto sia realmente necessario individuare questa particella elusiva, la cui esistenza è stata teorizzata ma mai dimostrata nonostante decenni di costosissime ricerche. Grazie al Bosone, si potrebbero spiegare le teorie relative al Big Bang e all’energia oscura, mentre se la sua esistenza dovesse essere esclusa, tutta la fisica subnucleare moderna andrebbe rivista. Le applicazioni pratiche di questa scoperta sono difficili da immaginare ma, oltre a rappresentare uno dei più ambiziosi progetti di collaborazione internazionale, il CERN ha comunque già offerto molti contributi al mondo moderno in termini di tecnologie, dallo sviluppo dei supporti ottici (CD) a quello di Internet e del GRID (distributed computing).

L’esperimento Atlas nell’acceleratore Large Hadron Collider, a Ginevra

Se la storia dell’universo fosse un libro, il primo capitolo racconterebbe una gigantesca esplosione avvenuta quattordici miliardi di anni fa: il Big Bang. I ricercatori del Cern inietteranno per la prima volta i protoni nel Large hadron collider (Lhc), un anello dalla circonferenza di 27 chilometri, a più di 100 metri di profondità. È una sorta di inaugurazione. L’obiettivo del progetto è di riprodurre nei prossimi mesi condizioni simili a quelle di pochi attimi successivi al Big Bang: nel circuito dell’Lhc, infatti, più di 100 miliardi di protoni saranno lanciati quasi alla velocità della luce e si scontreranno in quattro punti, sviluppando la più alta energia mai ottenuta in un esperimento. Analizzando le collisioni attraverso quattro gruppi di strumenti (Alice, Atlas, Cms, Lhcb), gli scienziati cercano le risposte sperimentali per alcuni interrogativi. Che potrebbero cambiare la comprensione di fenomeni fondamentali dell’universo, finora invisibili alle strumentazioni scientifiche.

Per la prima volta i ricercatori potrebbero essere in grado di osservare il bosone di Higgs che, secondo alcuni modelli teorici, assegna la massa alle particelle elementari. Tanto da essere definito “la particella di Dio”. “L’Lhc è circa dieci volte più potente dell’acceleratore di Chicago: secondo i calcoli potrebbe consentirci di osservarlo” dice Umberto Dosselli, vicepresidente dell’Istituto nazionale di fisica nucleare. Ma altri quesiti attendono risposte. Da anni la comunità scientifica si interroga sulla materia e sull’energia oscura, che insieme costituiscono il 96% dell’universo: “Speriamo che l’energia elevata dell’Lhc, riproducendo le condizioni un millesimo di secondo dopo il Big Bang, ci permetta di capirne l’origine” precisa Dosselli. E ancora: nell’universo le dimensioni sono soltanto quattro (lunghezza, larghezza, altezza e tempo), come suggerisce anche il senso comune? Per la teoria delle stringhe, un modello che propone di unificare le quattro interazioni fondamentali, ne esistono altre. Che l’esperimento di Ginevra consentirebbe di rilevare.

Al progetto del Cern hanno lavorato più di 80mila scienziati con un budget di 6,4 miliardi di euro: è un team internazionale che ha partecipato alla costruzione dell’enorme circuito tra la Svizzera e la Francia. Dall’Italia arrivano 600 ricercatori: un terzo dei magneti superconduttori lungo l’anello sono stati costruiti proprio nella penisola. All’interno dell’Lhc, le due strumentazioni principali, Atlas e Lhcb, rileveranno qualsiasi interazione prodotta nell’acceleratore. Alice analizzerà gli ioni di nuclei pesanti, come il piombo, che saranno utilizzati in alcuni esperimenti al posto dei protoni: “Le energie locali derivanti dalla collisione saranno talmente elevate da generare il quark-gluon plasma, uno stato della materia che si pensa esista al centro delle stelle neutroni” chiarisce Dosselli. Ma nelle ultime settimane si è diffusa una preoccupazione alimentata dal passaparola sui mezzi di comunicazione: il mini “Big Bang” potrebbe generare un buco nero capace di inghiottire la Terra? Un’immagine suggestiva, degna di un film hollywoodiano. “Ha portato molta pubblicità” dice Dosselli “ma la probabilità è nulla: in natura i raggi cosmici ogni giorno generano 10mila miliardi di Lhc”.

Il rap ironico “anti-buco nero” ballato dagli scienziati del Cern (in inglese). È stato visto da più di un milione di persone