Il primo fascio di protoni partito alle 9.45 di mercoledì 10 settembre 2008 a Ginevra ha compiuto il primo giro completo, quasi alla velocità della luce, dell'anello di 27 chilometri del Large Hadron Collider (LHC), il più grande acceleratore del mondo. Il giro è stato piuttosto lento, ma una volta aperta la strada il fascio compierà un giro completo in circa 10 microsecondi. LHC, costato sei miliardi di euro, ha cominciato così il suo viaggio verso il Big Bang tra l'entusiasmo generale: l'atmosfera è proprio quella di un lancio spaziale. Inizialmente l'intensita' dell'energia sarà piuttosto bassa, 450 GeV (ossia 450 miliardi di elettronvolt), ma in breve tempo questa verrà portata a cinque TeV (5.000 miliardi di elettronvolt) e quindi a sette TeV (7.000 miliardi di elettronvolt) entro un anno, e quando i fasci si scontreranno l'intensità di energia raggiunta sarà di 14 TeV, la più alta mai raggiunta da un acceleratore. L'acceleratore LHC, che dovrebbe ricreare i primissimi momenti successivi al Big Bang, un tremiliardesimo di secondo dopo, ha aperto ufficialmente la caccia a quella che ormai viene definita la "particella di Dio", il Bosone di Higgs, particella elementare prevista dal Modello Standard (la teoria che descrive tutte le particelle elementari ad oggi note e tre delle quattro forze fondamentali note, ossia le interazioni forti, quelle elettromagnetiche e quelle deboli) teorizzata nel 1964 dal fisico Peter Higgs. Nel mirino di Lhc non c'è solo il Bosone di Higgs, ma anche la ricerca di evidenze che confermino l'esistenza della materia oscura, dell'antimateria, per poi vedere se esistono particelle del tutto nuove e dimensioni spaziali o dimensioni addizionali come quelle previste dalla Teoria delle Stringhe. Insomma con Lhc è iniziato un viaggio che molto probabilmente riserverà delle sorprese. All'acceleratore LHC si terranno quattro esperimenti che avverranno in altrettanti rivelatori differenti: ATLAS, CMS, LHCb e ALICE. CMS, Compact Muon Solenoid - Cerca insieme ad ATLAS il Bosone di Higgs. CMS e ATLAS sono gli esperimenti principali di LHC ed andranno alla ricerca della cosiddetta particella di Dio, il Bosone di Higgs, la particella che conferisce la massa a tutte le particelle che costituiscono la materia conosciuta. Esplorerà la natura della materia e le forze fondamentali che governano l'universo. Sebbene gli obiettivi di CMS e ATLAS siano gli stessi, Cms utilizza soluzioni tecnologiche diverse e magneti progettati di conseguenza per raggiungere il suo obiettivo. LHCb (LHC Beauty detector) è stato progettato per rispondere ad una domanda precisa: esiste l'antimateria e dove è andata a finire? Durante il Big Bang, secondo gli scienziati, c'erano in eguale quantità materia ordinaria e antimateria, la sua controparte. Ma oggi non c'è traccia di antimateria, ad esempio non esistono stelle o galassie di antimateria. Per questo LHCb investigherà sulla sottile differenza tra materia e antimateria studiando un tipo di particella, chiamata "beauty quark". ALICE - Ricostruirà attraverso collisioni ad altissima energia tra nuclei di piombo, i momenti successivi al Big Bang. Gli scienziati sperano di ricreare lo stato della materia esistente in quei momenti: un plasma di quark e gluoni con una temperatura di mille miliardi di gradi raggiunta un milionesimo di secondo dopo il Big Bang durata solo qualche frazione di secondo. Una materia allo stato liquido a causa delle altissime temperature dell'universo primordiale. ALICE studierà questo plasma come si espande e come si raffredda, per capire i processi che hanno gradualmente dato luogo alle particelle che costituiscono la materia dell'universo attuale. ATLAS - È uno degli esperimenti principali di LHC, e tra i suoi scopi c’è la ricerca della materia oscura. È enorme: alto 25 metri, lungo 45 e pesa circa 7mila tonnellate. È grande quanto metà cattedrale di Notre Dame e pesa quanto la Torre Eiffel. Insieme a CMS andrà alla ricerca del Bosone di Higgs, e dai sotterranei scavati sotto Meyrin, in Svizzera, guarderà verso lo spazio per cercare nuove dimensioni, microscopici buchi neri e le prove dell'esistenza della materia oscura. LHC genererà una grande quantità di dati: quasi 150 milioni di sensori rileveranno le informazioni provenienti da milioni di collisioni al secondo fra particelle che avvengono al centro di ognuno dei quattro esperimenti o rivelatori principali di particelle. Secondo gli scienziati saranno prodotti circa mezzo miliardo di bytes al secondo, 15 milioni di Gigabyte l'anno, come riempire un disco di 100 GB ogni 4 minuti. In previsione di questa enorme mole di dati è stata realizzata la Grid, o meglio il sistema di calcolo "LHC Computing Grid". I dati rilevati verranno selezionati da migliaia di processori che opereranno in parallelo e qualsiasi cosa ritenuta interessante verrà conservata. Pacchetti di informazioni verranno poi mandati al centro di calcolo del Cern dove saranno registrati, selezionati e verrà creato un resoconto degli eventi. Dalla Svizzera i dati verranno, poi, mandati attraverso la rete e attraverso connessioni dedicate verso centri universitari e laboratori europei e di tutto il mondo. Una volta diffusi saranno a disposizione di circa 8mila fisici che dovranno studiarli e analizzarli. IL LARGE HADRON COLLIDER AL CERN DI GINEVRA 10/9/2008: il primo evento all’esperimento ATLAS La Collaborazione ATLAS Sezione di Lecce Un ruolo importante nella progettazione, realizzazione, installazione e messa a punto dei rivelatori per muoni (Resistive Plate Chambers, RPC) è stato ricoperto dal gruppo di Fisica delle Alte Energie della Sezione di Lecce dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Il gruppo ATLAS di Lecce si occupa inoltre dello sviluppo e della messa a punto di algoritmi per il trigger di ATLAS, costituenti un sofisticato software che permette l’identificazione rapida ed efficiente del passaggio dei muoni nell’apparato, dello sviluppo del software degli RPC, della geometria dello spettrometro a muoni dell’esperimento e dell’accertamento della qualità dei dati raccolti. L’edificio 40 del CERN, uno dei più importanti per i fisici dell’LHC All’esperimento ATLAS prendono parte circa 160 istituti da 37 diverse nazioni di ogni continente, per un totale di oltre 2500 tra fisici, tecnici ed ingegneri Vista schematica del Large Hadron Collider Panoramica aerea dell’LHC e della posizione dei suoi esperimenti Il sistema di accelerazione dell’LHC Il tunnel dell’LHC collocato a 100 m di profondità