Breve presentazione sull'acceleratore di particelle LHC. Tratta dal bellissimo libro: "odissea nello zeptospazio" di Gian Francesco Giudice.

1. Il signore degli anelli

2. Viaggio nello zeptospazio
Zepto = 10 m =
-21
0,000000000000000000001 m

3. lungo 26,7 km, diametro 3,8 m
si trova a una profondità di 100 m con una leggera
pendenza 1,4 m per 100 m
passeggiando ci vogliono circa 5 ore per percorrerlo
interamente
i protoni compiono un giro in 89x10-6 s, in 1 secondo
11.245 giri
i protoni, una volta a regime, viaggiano a una velocità
pari a 0,999999991 c
non è perfettamente circolare, ha 8 curve e 8 tratti
rettilinei da 700 m ciascuno

7. l’energia dei protoni viene progressivamente aumentata,
nell’ordine: LINAC→PSB→PS→SPS→LHC
al termine della fase di iniezione siamo a 0,45 TeV

8. 1232 dipoli lunghi 15 m, 30 tonnellate, costo 700.000 € l’uno.
Il costo per kg è uguale a quello del cioccolato svizzero
campo magnetico generato dai dipoli è 8,33 Tesla,
circa 150.000 volte più intenso di quello terrestre
Attraverso cavi superconduttori circolano 12.800 A
forze magnetiche sollecitano i dipoli come fossero
sottoposti al peso di 1000 elefanti

15. la temperatura delle camere è pari a -271 °C, cioè 1.9 °K
creato dall’elio superfluido
il raffreddamento di un settore richiede circa 1 mese
nei punti dove avvengono le collisioni si raggiungono
temperature anche 1000 miliardi di volte superiore alla
temperature del nucleo del sole
la pressione dentro il condotto è 10-13 Atm e comunque
restano circa 3 milioni di molecole di gas per cm3
Il volume totale delle camere dei condotti è 9000 m3
come una sala di teatro
i dipoli sono leggermente curvati: 9 mm su 15 m

19. 8 cavità a radiofrequenza con campo elettrico a 400 MHz
sono richiesti 20 minuti per passare 0,45 TeV a 7
TeV

23. http://microcosm.web.cern.ch/
Microcosm/RF_cavity/ex.html

24. Protoni raggruppati in pacchetti (bunch, branco), 1 pacchetto
contiene circa 100 miliardi di protoni 10-13 g
quando la macchina è a pieno regime ci sono 2808
pacchetti in ciascun fascio a 7 m di distanza l'uno
dall'altro
al primo ingresso ogni bunch è lungo 10 cm e ha
diametro pari a 1 mm (la mina di una matita), a 7 TeV
la lunghezza del pacchetto è 7 cm
i protoni che urtano le molecole di gas presenti nelle
camere deviano e urtano le pareti dei magneti e
trasferiscono energia riscaldandoli.
Servono collimatori che assorbono i protoni impazziti,
delle specie di fauci di un alligatore

26. dopo 10 ore il fascio degrada e viene deviato su un “dump
block” fatto di grafite e metalli pesanti, lungo 8 m e
largo 1 m, incassato nel cemento

27. i due fasci si incontrano i 4 punti, 40 milioni di volte al
secondo
nella collisione il fascio è focalizzato a soli 16 micron,
meno dello spessore di un capello, aumentando così
l’intensità e la probabilità delle collisioni
all’incontro, di fatto, quasi tutti i protoni si mancano!
Pochissimi protoni si scontrano (dai 20 ai 40), e va
bene così, altrimenti sarebbe troppo elevato il flusso di
dati da analizzare
I dati prodotti dai rivelatori in un secondo sono
sufficienti a saturare gli hard disk di tutti i pc del mondo
in un giorno.

29. l’energia sprigionata nella collisione tra due protoni è pari all’energia
cinetica di due zanzare che si scontrano in volo.
Il punto di forza è che tale energia si sprigiona in uno spazio
piccolissimo
l’energia totale del fascio è paragonabile all’energia cinetica di
un TGV da 400 tonnellate che viaggia a 150 km/h

30. costi: 3 miliardi di euro LHC
più 3 miliardi di euro gli esperimenti.

43. 5000 persone, 65 paesi

44. Lavorare in un ambiente scientifico internazionale è
un'esperienza meravigliosa. Nella scienza si viene
giudicati per la propria creatività e per i propri
contributi, indipendentemente dall'età, dalle
convinzioni religiose, dal sesso e dall'origine etnica.
La ricerca scientifica insegna a pensare senza
pregiudizi, a confrontarsi sulla base del
ragionamento, a rispettare e ad accettare le
evidenze della realtà. Per la società la scienza
dovrebbe avere un valore che va ben al di là delle
sue innovazioni tecnologiche e delle sue scoperte
intellettuali.