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
