L’intensa attività mediatica dell’ultimo anno legata alla scoperta del “Bosone di Higgs”, meglio noto come “Particella di Dio”, ha portato molte persone a porsi domande del tipo: “Che cos’è il CERN?”, “Come fanno i fisici a ricreare le condizioni che c’erano pochi istanti dopo la nascita dell’universo?”, “Ma davvero c’è un tunnel che collega Ginevra con il Gran Sasso?”.
Per rispondere a queste ed a altre domande,io con altri tredici studenti del Liceo,guidati dalle professoresse G.Belmonte e B.Boccagni, abbiamo intrapreso il 14 Ottobre un viaggio che ci ha portato alle porte del paese dei balocchi dei fisici delle particelle: il CERN di Ginevra.
Il Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare è il centro di ricerca per la fisica delle particelle più grande del mondo e ospita migliaia di fisici, ingegneri e tecnici. Ciò che colpisce varcando il cancello che separa il CERN dal resto del mondo è il silenzio: sembra di essere stati catapultati in un luogo incantato, si ha la sensazione di essere degli intrusi che rompono la magia di quel luogo con la loro presenza. Ma questa impressione è subito sfatata dall’ospitalità che ci riserva la nostra guida.
(uno dei pezzi da esposizione: un supermagnete in cui scorre elio liquido alla temperatura di -271°C)
Gli acceleratori di particelle sono i nostri più potenti telescopi, perchè grazie ad essi possiamo indagare l’infinitamente piccolo. Nell’ LHC due fasci paralleli di protoni, una delle particelle che costituiscono gli atomi di cui siamo fatti, vengono accelerati in versi opposti tramite potenti campi magnetici finchè non raggiungono velocità prossime a quelle della luce: a questo punto i due fasci vengono fatti scontrare in corrispondenza dei quattro rivelatori di particelle disposti lungo l’acceleratore.
A quelle velocità i protoni percorrono tutto l’acceleratore 11’000 volte al secondo e scontrandosi si liberano energie tali da ricreare le condizioni iniziali dell’Universo. L’energia liberata, per la famosissima equazione di Einstein E=mc2 (l’energia è uguale alla massa moltiplicata per il quadrato della velocità della luce), si trasforma in tantissime nuove particelle, costituenti fondamentali della materia, che vengono individuate dai rivelatori.
E’ proprio grazie ad un esperimento del genere che i fisici sono riusciti a individuare il Bosone di Higgs. Questa particella è indispensabile per comprendere la struttura fondamentale della materia : la sua esistenza prova la presenza del campo di Higgs, ovvero una sorta di “etere” che pervade tutto l’universo e che dona la massa alle particelle: senza di esso le particelle non avrebbero massa e noi non esisteremmo.
Il tentativo di accelerare particelle a energie sempre maggiori ha portato allo sviluppo di incredibili tecnologie: la temperature interna dell’acceleratore è mantenuta più bassa della temperatura media dell’universo grazie alla presenza dell’elio liquido, e ciò rende superconduttori i fili attraverso cui passano correnti intensissime, che creano campi magnetici estremamente più forti del campo magnetico terrestre. I campi magnetici permettono di imprimere alle particelle una traiettoria circolare.
Queste tecnologie hanno avuto importanti ricadute sulla nostra vita, basti pensare agli apparecchi che permettono di effettuare TAC,PET e risonanza magnetica. Lo sviluppo di acceleratori sempre migliori ha portato alla creazione di un innovativo metodo di trattamento dei tumori solidi: l’adroterapia.
Il tumore del paziente viene bombardato da protoni o ioni carbonio accelerati da un acceleratore di particelle, che spezzano in più parti il DNA delle cellule malate, con danni minimi alle cellule sane, distruggendo così il tumore. Anche in Italia esiste un centro per l’adroterapia,con sede a Pavia: il CNAO, il Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, secondo centro al mondo – al di fuori del Giappone – per la terapia con ioni carbonio.
L’acceleratore è solo una parte dell’ LHC: fondamentali sono i rivelatori di particelle, che rilevano i dati e ne selezionano automaticamente i più significativi. Durante le collisioni, avvengono 40’000’000 di eventi al secondo,di cui alla fine i fisici analizzano solo 500 ogni secondo.
(i rivelatori sono enormi: possono raggiungere l’altezza di una palazzina di sei piani)
Due giorni dopo il nostro arrivo, è già ora di partire; è dura dire addio ad un posto tanto speciale come il CERN. Questa esperienza ci ha regalato una nuova consapevolezza sull’universo e sul lavoro che i fisici delle particelle conducono, lavoro che non è sicuramente concluso con la scoperta del Bosone di Higgs: tante altre domande fonfamentali attendono risposta, e sicuramente in futuro la fisica delle particelle rivestirà un ruolo sempre più importante nella vita di ognuno di noi.
