Lhc, a fine marzo si riparte per scoprire i misteri della materia oscura

cern dati

L'acceleratore di particelle più famoso del mondo, l'Lhc del Cern di Ginevra, sta tornando al lavoro, più potente di prima. Dopo aver permesso di confermare l'esistenza del bosone di Higgs, il Large Hadron Collider è pronto a ripartire.

Una sorta di rincorsa di 20 mesi la sua, durante i quali il sistema è stato potenziato per tentare nuove sfide nel campo della fisica delle particelle. Rispetto alla fase “Run1”, che si è conclusa il 14 febbraio del 2013, l'Lhc dovrebbe ripartire entro la fine di marzo ma operando a un'energia quasi doppia rispetto alla precedente.

Nella nuova fase, la Run2, raggiungerà, infatti, i 6,5 TeV per fascio e i 13 TeV nel punto di collisione tra le particelle, come mostra l'infografica che segue.

Il secondo periodo di attività inizierà quando saranno fatti circolare nell'anello dell'acceleratore del Cern, lungo 27 km, i primi fasci di protoni.

infografica lhc energia

Ma bisognerà attendere fino alla fine di maggio prima di assistere alle collisioni tra le particelle. Solo allora, l'LHC comincerà così a esplorare regioni di energia mai raggiunte prima in laboratorio e di verificare teorie che prima non era possibile mettere alla prova.

Ma non solo. Il superacceleratore dovrà cercare segnali di nuove particelle e di nuova fisica, che vada oltre ilModello Standard, la teoria che oggi rappresenta la migliore descrizione delle particelle elementari e delle loro interazioni.

Spiega l'Infn che circa il 22% dell'universo è fatto di una materia invisibile di cui si possono osservare solo gli effetti legati alla gravità, la materia oscura. “È possibile che la materia oscura sia in parte costituita da particelle supersimmetriche (SUSY), ipotizzate come “partner” delle particelle del Modello Standard. Ci si aspetta di trovare risposte a questi interrogativi nei dati delle collisioni ad altissima energia. La particella SUSY candidata a costituire la materia oscura potrebbe avere una massa dalle 10 alle 100 volte quella del protone”.

Inoltre, si studierà anche il motivo per cui la forza di gravità è molto più debole delle altre. Secondo gli scienziati, infatti, essa potrebbe esercitare la sua forza anche in altre dimensioni che non riusciamo a percepire: è l'ipotesi teorica delle extra dimensioni. In questo caso, LHC dovrà cercare particelle pesanti partner di quelle ordinarie, note come particelle di Kaluza-Klein. “La più leggera particella di Kaluza-Klein potrebbe costituire almeno parte della materia oscura esistente. Le altre particelle (cariche) di Kaluza-Klein potrebbero essere sopravvissute nel plasma primordiale fino a 1 millesimo di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang”.

Le novità – Il nuovo LHC ha 15 nuovi dipoli magnetici superconduttori, che hanno il compito di curvare i protoni nell'anello dell'acceleratore, e 3 quadrupoli. Ha inoltre un voltaggio maggiore e un sistema di protezione dalle perdita delle proprietà superconduttive più elevato. A ciò si aggiungono oltre 10.000 interconnessioni elettriche dei cavi superconduttivi tra i dipoli e i quadrupoli e un sistema di raffreddamento criogenico. “I dipoli magnetici, infatti, devono essere mantenuti a bassa temperatura per essere superconduttivi” spiega l'Infn.

Sono stati inoltre effettuati la manutenzione completa e l'aggiornamento del sistema elettrico, integrando nuovi sistemi più resistenti alle radiazioni.

infografica lhc

Con la ripartenza di LHC migliorato nelle prestazioni si apre una nuova era per la fisica delle particelle. Dopo la scoperta del bosone di Higgs, ora non sappiamo che cosa ci attende: se le nuove scoperte sono dietro l’angolo oppure se le nostre ricerche si dovranno spingere molto oltre. Sicuramente sarà l’occasione di mettere alla prova molte delle nostre ipotesi: dalla materia oscura, alla supersimmetria, alle extradimensioni”, è stato il commento di Fernando Ferroni, presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), che coordina il contributo del nostro Paese all'impresa di LHC.

Francesca Mancuso

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