11 settembre 2008

CERN, the day after...

Antonio Saba. CERN
[Foto: Antonio Saba. CERN: ricercatori al lavoro]

CERN, the day after...
Quando una futura mamma o un calciatore infortunato al ginocchio si sottopongono all’esame ecografico sanno che le immagini visibili sul monitor saranno interpretate dallo specialista nel giro di pochi minuti. Stiamo parlando di macchine sofisticate ma costruite in serie, dopo anni di progettazione, messa a punto di prototipi e aggiustamenti fino a giungere a un prodotto finito commerciale praticamente pronto all’uso. E stiamo parlando di strumenti che osservano oggetti visibili a occhio nudo.
Pensiamo invece a uno strumento di misura formato da migliaia di apparecchi, il cui scopo è individuare gli urti tra miliardi di oggetti piccolissimi che si muovono a circa 300 mila km al secondo. Stiamo parlando di uno strumento costruito in esemplare unico, il cui impiego non è stato preceduto da un collaudo complessivo dell’apparato. E stiamo parlando di una macchina che deve accelerare questi oggetti, tanto piccoli da non essere visti neppure con i microscopi più potenti. Inoltre il tubo nel quale scorrono le particelle viene mantenuto a due gradi sopra lo zero assoluto, quindi è il punto più freddo dell’universo: un grado sotto la temperatura dello spazio interstellare.
Questo paragone tra fare un’ecografia e avviare LHC mi serve a spiegare perché non ci sono ancora risultati (se non vi pare un bel risultato aver fatto funzionare tuto per bene).
Pare che alcuni giornalisti si fossero recati a Ginevra a cercare buchi neri e, delusi, hanno dovuto ripiegare per una descrizine dei fatti. Delusi anche quelli che cercavano immediate risposte a interrogativi ciclopici. Ma abbiate pazienza! E' solo il giorno dopo l'inaugurazione mediatica. Quella vera è in programma per il 21 ottobre: allora ne riparleremo.
Andrea Mameli, Cagliari, 11 settembre 2008.

CERN
[Alcuni dei ricercatori di Cagliari presenti ieri al CERN]

Superacceleratore col cuore sardo (L'Unione Sarda, 11 settembre 2008)

sardi a ginevra Parlano Michele Floris, Giovanna Puddu e Biagio Saitta. Una dozzina i fisici dell'Isola che partecipano al progetto
Le prime collisioni sono previste il 21 ottobre in occasione della vera partenza dell'esperimento. Il progetto LHC si compone di quattro esperimenti: Atlas e Cms, che si propongono di cercare i famosi bosoni di Higgs (particelle previste dalla teoria ma non ancora osservate), Alice (che realizzerà collisioni tra ioni pesanti e cercherà di ricreare la condizione primordiale dell'universo) e LHCb, il cui compito sarà tentare di rispondere a uno dei più complessi interrogativi dei fisici: dove si è finita l'antimateria nell'universo? Tra giornalisti in cerca di buchi neri e ricercatori emozionati come se fossero in sala parto, tecnici indaffarati e scienziati di lungo corso costretti a sopportare una forse eccessiva esposizione mediatica, ci sono anche una dozzina di sardi.
Michele Floris, 30 anni, assegnista del dipartimento di fisica dell'università di Cagliari, racconta così la sua esperienza a Ginevra: «È una grande emozione vedere realizzato un lavoro costato anni di preparazione. Qui al Cern c'è una grande eccitazione ma sappiamo anche che i primi risultati di fisica arriveranno dopo alcuni mesi a partire dalle prime osservazioni. Siamo in attesa di sapere se i rivelatori che abbiamo costruito a Cagliari funzioneranno come previsto.»
Giovanna Puddu, lavora all'esperimento Alice dal 1995 con il gruppo dell'Università di Cagliari: «Gli esperimenti che utilizzano una macchina come LHC non forniscono risultati immediati perché saranno richieste lunghe e sofisticate interpretazioni dei dati raccolti. I fasci di protoni hanno iniziato a circolare da subito nel tunnel, prima in un verso poi in quello opposto e solo successivamente si arriverà a farli scontrare. Più avanti l'energia verrà aumentata fino al livello massimo.»
Anche Biagio Saitta, attuale direttore della sezione di Cagliari dell'INFN, non è indifferente all'importanza del momento: «Come fisico delle particelle questa cosa mi mette sinceramente i brividi: è bellissimo pensare di ricreare condizioni simili a quelli di pochi istanti dopo il Big Bang, come pure pensare che fra qualche anno racconterò ai miei studenti io c'ero.»
Qual è il contributo dei ricercatori sardi?«A Cagliari ci lavoriamo da una decina d'anni, con una ventina di persone coinvolte direttamente, e con molti dottorandi che hanno fatto la tesi con noi: questo esperimento è stato possibile grazie alla partecipazione di moltissime persone. Ora siamo nella fase più eccitante perché siamo in attesa del nostro turno, ma tra pochi mesi la palla sarà nel nostro campo.»
Una bella soddisfazione? «L'entusiasmo e la forza lavoro sono stati impressionanti. Ciò non mi impedisce di ricordare che nel nostro Paese la situazione della ricerca scientifica non è felicissima: in confronto ad altri Paesi le risorse investite sono scarse. Mi chiedo: cosa succede ai più giovani, precari, legati a progetti limitati nel tempo?»
Perché LHC dovrebbe interessare a chiunque? «Non mi aspetto che l'esistenza del Bosone di Higgs possa catturare l'attenzione di tutti, ma penso alle ricadute tecnologiche nelle telecomunicazioni, in campo sanitario e in molti altri settori che ci toccano da vicino. Migliorare la conoscenza, caratteristica che ci distingue dagli altri esseri viventi, è qualcosa di impagabile.»
ANDREA MAMELI

10 settembre 2008

Uno zoo per le particelle elementari.

particle zoo
http://www.particlezoo.net/press/Nature-Physics_review.jpg

Il segreto del Big Bang (L'Unione Sarda, 10 settembre 2008)

LHC Un tunnel lungo 27 chilometri a 100 metri di profondità. Migliaia di persone coinvolte in 25 anni. Sei miliardi di euro di investimenti. Sono queste le cifre del Large Hadron Collider, noto LHC, il più grande acceleratore di particelle del mondo creato al Cern, il centro europeo di ricerche nucleari, come frutto di una gigantesca cooperazione internazionale alla quale collaborano, oltre all’Europa, Giappone, India, Russia e Usa. Non esageriamo a definirla una delle più grandi imprese scientifiche e tecnologiche mai realizzate, in quanto si cercherà di riprodurre condizioni paragonabili a quelle dei primissimi istanti successivi al Big Bang, la grande esplosione di 13,7 miliardi di anni fa da cui ebbe origine l’universo, attraverso lo scontro fra particelle. Questo genere di ricerca è forse la più complessa mai realizzata sul nostro pianeta. Come scrive il fisico Luciano Maiani (presidente del Cnr e ex direttore generale del Cern) sull’ultimo numero del bimestrale Darwin: “È come se stessimo cercando un rapinatore in fuga, ma un rapinatore di tipo speciale che assume vari aspetti, e quindi corrisponde a identikit diversi nei vari quartieri della città in cui si trova a passare.”
Con l’impiego di 9300 potenti elettromagneti due fasci di protoni vengono accelerati a velocità elevatissime (vicine alla velocità della luce) e fatti scontrare tra loro. Queste collisioni hanno lo scopo di ricreare le condizioni esistenti immediatamente dopo il Big Bang. Il bosone di Higgs, quella che i fisici sperano di catturare nel tunnel (soprannominata nientemeno che “La Particella di Dio”) è l’unica tra quelle contemplate dal modello della fisica delle particelle a non essere mai stata osservata. Si tratta di un piccolissimo ma importantissimo componente della materia in quanto è quello che attribuisce la proprietà di massa ai corpi. Agguantare questa inafferrabile componente della materia porterebbe a una comprensione dell’universo mai raggiunta prima.
Le particelle accelerate nel corso degli esperimenti del progetto LHC raggiungeranno energie mai toccate finora in laboratorio, paragonabili a quelle prodotte in natura nelle collisioni dei raggi cosmici più energetici. Per questo c’è chi ha intravisto scenari apocalittici, simili a quelli raccontati nei romanzi di fantascienza di Valerio Evangelisti, come la creazione di piccoli buchi neri nei tunnel del Cern e la conseguente distruzione del pianeta. Ma i buchi neri si formano da stelle di grandi dimensioni quando collassano al loro interno arrivando a concentrare in spazi estremamente ridotti enormi quantità di materia: le energie in gioco sono decisamente superiori rispetto a quelle sviluppate nell’acceleratore del Cern.
La fisica ha necessità di questi esperimenti per tentare di chiarire definitivamente alcuni quesiti fondamentali e l’importanza delle scoperte previste sotto questo profilo è indiscutibile. Vi è poi il lungo filone delle ricadute, dirette e indirette, derivate da questo intenso lavoro di cooperazione internazionale. Se i temi in ballo con questi esperimenti sembrano distare molto dalle necessità quotidiane basti pensare a uno dei frutti della ricerca internazionale condotta al Cern: il Web.
Per rilevare gli effetti delle collisioni si utilizzano sofisticatissimi sensori costruiti appositamente per LHC, alcuni dei quali dai ricercatori del Dipartimento di Fisica dell’Università di Cagliari e della sezione di Cagliari dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Sono originali anche i sistemi per l’elaborazione e l’archiviazione, basati su tecnologie grid, e alcuni software. Il sistema per la simulazione digitale del comportamento di alcuni dispositivi di sicurezza stato sviluppato al Crs4 di Pula. Ora, considerando che ciascuno di questi passaggi comporta la progettazione, la realizzazione, il mantenimento e l’utilizzo di apparecchiature in gran parte originali, la ricaduta, in termini di conoscenza applicata sarà enorme.
L'Università di Cagliari e la locale Sezione dell'INFN, ovvero l'ente che finanzia la collaborazione scientifica italiana all'LHC, partecipano a due dei quattro esperimenti che raccoglieranno dati dal nuovo acceleratore. I ricercatori sardi hanno preso parte alla progettazione ed alla costruzione dei rivelatori che compongono gli esperimenti, sviluppando il software e l'analisi dei dati e hanno creato alcuni componenti elettronici (ad esempio circuiti integrati dedicati) che mettono in comunicazione computer e rivelatori.
L’attesa intorno agli esperimenti del progetto LHC sta contagiando molti: è nata una canzone (Large Hadron Rap) e sono stati coniati dei pupazzi di peluche ispirati alle particelle elementari (Particle Zoo). L'inaugurazione ufficiale dell'esperimento LHC è in programma questa mattina. Il resto, c’è da scommetterci, entrerà nei libri di testo.
ANDREA MAMELI

08 settembre 2008

Large Hadron Rap

Twenty-seven kilometers of tunnel under ground
Designed with mind to send protons around
A circle that crosses through Switzerland and France
Sixty nations contribute to scientific advance
Two beams of protons swing round, through the ring they ride
‘Til in the hearts of the detectors, they’re made to collide
And all that energy packed in such a tiny bit of room
Becomes mass, particles created from the vacuum

[LYRICS COMPLETE...]