Express Yourself Italia 2014 Ricercatrice Modello: Sabrina Perrella Dottorato in Fisica Fondamentale ed Applicata Università degli Studi di Napoli Federico II

1. Dottorato in Fisica Fondamentale ed Applicata
Università degli Studi di Napoli Federico II
Il CERN:
un angolo di paradiso…
…per i fisici
Express Yourself 15-04-2014Sabrina Perrella

2. Perché studiamo la fisica?
La cosa più bella che possiamo sperimentare è il
mistero;
è la fonte di ogni vera arte e di ogni vera scienza.
A. Einstein
Perché siamo curiosi!
Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014 2

3. Le grandi domande della Fisica...
... e le risposte sono note solo in parte!
Quali sono i costituenti fondamentali della
materia?
E quali le forze che li governano?
Qual è la storia dell’Universo?
E quali sono le leggi che lo regolano?
 Anche se molto si è compreso negli ultimi secoli, moltissimo è
ancora da capire!
Noi siamo fatti
della stessa
materia dei sogni
Forse siamo fatti di
atomi?
Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014 3

4. • Tutta la materia ordinaria che
conosciamo è fatta da due
tipi di particelle elementari:
Elettroni e Quark
• La materia, così come le particelle, interagisce attraverso le forze.
• La forza tra due particelle si può spiegare come lo scambio di un’altra
particella che fa da mediatore
atomo
~108cm
nucleo
~1012cm
nucleoni
(protone/neutrone)
~1013cm
elettrone
<1016cm
quark
<1016cm
La Fisica subatomica
Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014 4

5. La forza come scambio di particelle
Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014 5

6. Il Modello Standard
 Ad oggi, tutte le particelle elementari conosciute e le
loro forze (interazioni) sono riunite in un unico
modello teorico: il modello Standard
 La previsioni del modello standard sono state
verificate con grande precisione
 Non è completo:
funziona solo se le particelle sono senza massa
 Ma la massa esiste!
Formano la materia
che ci circonda
Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014 6

7. La massa
Minore è la massa di un oggetto, più facile è cambiare il suo movimento.

8. Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014 8
Il meccanismo di Higgs
Peter Higgs nel 1964 ipotizzò una nuova particella che era responsabile di dare
massa, attraverso una interazione, a tutte le altre, compreso a se stesso
Uno scienziato famoso attraversa la stanza
e suscita l’interesse e l’attenzione dei fisici
presenti che si avvicinano.
L’interazione aumenta la resistenza al suo
moto, quanto più il personaggio è famoso:
acquisisce “massa”.
… ma tutto questo resta una congettura fino a che non è provato sperimentalmente!
Provare l’esistenza del meccanismo che genera le masse delle particelle, significa produrre il bosone in
laboratorio

9. 9Express Yourself 15-04-2014
Il CERN
Punto di convergenza di menti e culture da tutto il mondo!
 Consiglio Europeo per la
Ricerca Nucleare.
 Centro nato nel 1954
dall’accordo di 12 paesi.
Sabrina Perrella

10. Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014 10
L’acceleratore LHC
• LHC (Large Hadron Collider) è in
acceleratore di protoni costruito in
una galleria sotterranea lunga 27km
tra la Francia e la Svizzera.
• I protoni sono accelerati e vengono fatti collidere con
un’energia di:
7+7 TeV = 141012 eV = 14.000.000.000.000 eV
• Lo studio delle collisioni ci aiuta a capire la natura della
materia e delle forze
Se LHC fosse stato qui:

11. Lavoro da detective...
seguire gli indizi per ricostruire
quello che è successo
Dai prodotti di queste collisioni studiamo
il funzionamento delle interazioni
I rivelatori di particelle
Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014 11

12.  ATLAS è come una enorme fotocamera 3D
 “Scatta” un miliardo di foto al secondo!
 Non tutte possono essere registrate: un sistema elettronico le
analizza tutte in “tempo reale” e registra solo quelle più
“interessanti” (~500 al secondo)
Gli esperimenti ad LHC: ATLAS
Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014
11
2

13. Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014 13
‘’Vedrete le tecnologie più avanzate
della terra, migliaia di ricercatori e
dottorandi, provenienti da ogni paese,
che collaborano insieme giorno e notte.
Se siete fortunati potete anche scendere
giù, nel cuore di LHC, e vedere alcuni
dei 4 grandi laboratori di ricerca, dove si
scontrano le particelle...
Atlas è da infarto lol
E poi chi lo sà... Magari camminando in
giro per la struttura, vi capite come a me,
di incrociare qualche premio Nobel
O_O o magari Fabiola Gianotti ;) ‘’
Il CERN: un angolo di paradiso per fisici...
...e non
Al di là dei problemi di fisica che vi si cerca di
risolvere, che so capire in parte minima....ciò che mi
ha impressionato maggiormente è il clima umano:
scienziati di 150 nazioni collaborano
nelle ricerche....
Ancor più di quel che si vede ciò che si
intuisce. Centinaia di menti impegnate assieme
ai confini della nostra tecnologia e conoscenza in
un’opera tra le più "grandi" mai realizzate.
Ricercatori provenienti dai paesi più disparati in
un alveare scientifico unico.
ATLAS street view

14. Per i più curiosi alcuni link:
 Particleadventure
 Cerniland
 ATLAS for fan
 Students & Educators
Sabrina Perrella Express Yourself 15-04-2014 14