È la macchina più potente mai costruita dall’uomo. Si chiama LHC e si trova al CERN di Ginevra (Svizzera), il laboratorio di parti- celle dove lavorano oltre 3.000 scienziati (tra cui 700 italiani). Serve per trovare, tra le altre cose, il Bosone di Higgs, la particella che è stata soprannominata, in modo un po’ pomposo, dal Premio Nobel per la Fisica, Leon Max Lederman, “Particella di Dio”.
Puoi immaginare l’LHC come il più grande e potente microscopio della storia della scienza. È un lungo tubo sotterraneo (arriva a 100 metri sottoterra) a forma di anello e largo 27 chilometri.
Simmetrie dell'universo, dalla scoperta dell'antimateria a LHC, Edizioni Deda...Paolo Berra
Symmetries of the Universe, from the discovery of antimatter to LHC
Paolo Berra
Short info.
An exciting story about the discoveries of the modern physics, a time travel to discover the origins of the most recent theories about the antimatter, the origin of the Universe and the unified laws that govern it. The personal anecdotes about the greatest scientists tell us a story that goes from the infinitely small of the elementary particles to the interstellar travels, exploring the vastness of the Universe, and give to the book an original and charming approach. The book reveals, in a simple way, the secrets of the current experiments with large particle accelerators, like the Large Hadron Collider LHC at CERN in Geneva. The studies on the asymmetry between matter and antimatter in the Universe, the recent discovery of the Higgs boson, the creation of antimatter atoms in the laboratory are just some of the fascinating challenges for the physics of the new millennium.
È la macchina più potente mai costruita dall’uomo. Si chiama LHC e si trova al CERN di Ginevra (Svizzera), il laboratorio di parti- celle dove lavorano oltre 3.000 scienziati (tra cui 700 italiani). Serve per trovare, tra le altre cose, il Bosone di Higgs, la particella che è stata soprannominata, in modo un po’ pomposo, dal Premio Nobel per la Fisica, Leon Max Lederman, “Particella di Dio”.
Puoi immaginare l’LHC come il più grande e potente microscopio della storia della scienza. È un lungo tubo sotterraneo (arriva a 100 metri sottoterra) a forma di anello e largo 27 chilometri.
Simmetrie dell'universo, dalla scoperta dell'antimateria a LHC, Edizioni Deda...Paolo Berra
Symmetries of the Universe, from the discovery of antimatter to LHC
Paolo Berra
Short info.
An exciting story about the discoveries of the modern physics, a time travel to discover the origins of the most recent theories about the antimatter, the origin of the Universe and the unified laws that govern it. The personal anecdotes about the greatest scientists tell us a story that goes from the infinitely small of the elementary particles to the interstellar travels, exploring the vastness of the Universe, and give to the book an original and charming approach. The book reveals, in a simple way, the secrets of the current experiments with large particle accelerators, like the Large Hadron Collider LHC at CERN in Geneva. The studies on the asymmetry between matter and antimatter in the Universe, the recent discovery of the Higgs boson, the creation of antimatter atoms in the laboratory are just some of the fascinating challenges for the physics of the new millennium.
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
4.
5.
6.
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
9.
10.
11.
12.
13.
14.
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
16.
17.
18.
19. 8 cavità a radiofrequenza con campo elettrico a 400 MHz
sono richiesti 20 minuti per passare 0,45 TeV a 7
TeV
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
25.
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.
28.
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.
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.