Il Large Hadron Collider genera mini Big Bang ...con temperature di oltre 10 trilioni di gradi!

Cordis

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Il Large Hadron Collider (LHC) ha raggiunto i suoi obiettivi per il 2010 e ha intrapreso una nuova fase di attività, che vedrà gli scienziati impegnati a indagare il tipo di materia presente subito dopo il Big Bang. Negli ultimi sette mesi, gli scienziati al lavoro sul LHC al CERN (Organizzazione europea per la ricerca nucleare) hanno studiato le collisioni tra protoni. Il loro obiettivo principale era quello di ottenere una "luminosità" (una misura del numero delle collisioni) pari a 10 elevato alla 32 per centimetro quadrato al secondo, risultato che hanno raggiunto il 13 ottobre, 2 settimane in anticipo sul programma. Questa fase dell'esperimento dedicata al protone si è conclusa il 4 novembre. I risultati prodotti durante questo periodo comprendono la conferma di alcuni aspetti del Modello Standard delle particelle e delle forze ad alte energie, le prime osservazioni del top quark nelle collisioni tra protoni e i limiti posti alla produzione di nuove particelle come i quark "eccitati". "Questo mostra che l'obiettivo che ci eravamo prefissati per quest'anno era realistico, ma difficile, ed è molto gratificante vederlo raggiunto in questa straordinaria ricerca. Questa è una testimonianza dell'ottima progettazione della macchina, oltre che del duro lavoro svolto per fare sì che avesse successo," ha commentato Rolf Heuer, direttore generale del CERN. "Questo è di buon auspicio per i nostri obiettivi per il 2011." Il LHC ha già iniziato la sua prossima fase di attività, che prevede lo scontro tra loro di ioni di piombo a energie da record, in un tentativo di ricreare il tipo di condizioni che esistevano nei primi momenti di esistenza dell'universo. Le prime collisioni tra ioni di piombo si sono già verificate, suscitando l'entusiasmo degli scienziati che lavorano all'esperimento ALICE, uno dei quattro esperimenti in corso al LHC. "Noi siamo entusiasti di questo risultato! Le collisioni hanno generato mini Big Bang alle temperature e alle densità più alte mai raggiunte in un esperimento," ha esclamato il dott. David Evans dell'università di Birmingham nel Regno Unito. "Questo procedimento, che si è svolto in un ambiente sicuro e controllato, ha generato bolidi sub atomici incredibilmente caldi e densi con temperature di oltre 10 trilioni di gradi, un milione di volte più caldi del centro del sole," ha aggiunto. "A queste temperature persino i protoni e i neutroni, che compongono il nucleo degli atomi, si sciolgono portando a una calda e densa zuppa di quark e gluoni conosciuta come plasma di quark e gluoni. "Studiando questo plasma, i fisici sperano di imparare nuove cose sull'interazione forte, una delle quattro forze fondamentali della natura. L'interazione forte non solo tiene insieme i nuclei degli atomi, ma è anche responsabile del 98% della loro massa. Io adesso non vedo l'ora di studiare un minuscolo pezzo di ciò di cui era fatto l'universo un milionesimo di secondo dopo il Big Bang." Un altro successo per il LHC è rappresentato dal modo in cui la Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) ha sopportato l'immensa quantità di dati generata durante la fase dell'esperimento che ha riguardato i protoni. La WLCG fa ricorso alla potenza di elaborazione di oltre 140 centri di elaborazione nel mondo per supportare gli esperimenti presso il LHC. Il sistema gestisce oltre un milione di elaborazioni al giorno, e le velocità di trasferimento dei dati hanno raggiunto i 10 gigabyte (l'equivalente di 2 interi DVD di dati) al secondo. Gli esperimenti con gli ioni di piombo che si stanno svolgendo ora al LHC porranno nuove sfide alla WLCG, poiché genereranno un maggiore flusso di dati rispetto alle collisioni tra protoni. Test hanno dimostrato che il sistema di memorizzazione dati del CERN dovrebbe essere in grado di sopportare questo flusso di dati. Gli esperimenti con gli ioni di piombo sono stati programmati fino al 6 dicembre, quando il LHC chiuderà per lavori di manutenzione. Ricomincerà a lavorare nuovamente in febbraio, ritornando alle collisioni tra protoni.
Per maggiori informazioni, visitare: CERN: http://www.cern.ch
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Categoria: VarieFonte: CERN; Science and Technology Facilities Council (STFC)Documenti di Riferimento: Sulla base di informazioni fornite dal CERN e dal Science and Technology Facilities Council (STFC)Codici di Classificazione per Materia: Coordinamento, cooperazione; Metodi di misurazione; Ricerca scientifica; Ricerca spaziale e satellitare
RCN: 32739