Oggi è una data importante per la fisica e per l'umanità.
Esattamente alle 9:30 di questa mattina, dopo 20 anni di duro lavoro che ha visto impegnati studiosi di tutto il mondo, l'lhc (
Large Hadron Collider) è stato messo in funzione, per la gioia di tutti. In particolare è stato immesso il primo fascio di protoni, ad un'enrgia di 0,45 TeV (l’unità che misura i livelli di energia negli acceleratori di particelle) , che ha compiuto un giro completo del circuito di 27 Km. Per la prima volta dui fasci di protoni saranno accellerati ad una velocità prossima a quella della luce (99,999991% di velocità della luce compiendo 11.000 rotazioni al secondo dentro al tunnel) in direzioni opposte e saranno fatti collidere ad un'energia altissima.
Quello di oggi comunque è solo un test per accertarsi che il fascio circoli in modo stabile, ma non ci sarà alcuna collisione. Per il "
Big Bang" bisognerà aspettare qualche settimana.
Ma cos'è l'lch? Il Large Hadron Collider è un acceleratore di particelle, che è stato collaudato presso il CERN di Ginevra per collisioni tra protoni e ioni pesanti.
L'lhc è l'acceleratore di particelle più grande e potente mai realizzato dall'uomo, costato oltre 6 miliardi di euro e progettato per far collidere protoni ad un'energia nel centro di massa di 14 TeV, mai raggiunta fino ad ora in laboratorio. È costruito all'interno di un tunnel sotterraneo, a 100 metri sotto il livello del suolo, lungo 27 km e situato al confine tra la Francia e la Svizzera, originariamente scavato per realizzare il Large Electron-Positron Collider (LEP). L'lhc però è 100 volte più potente del Lep.
I componenti più importanti dell' lhc sono gli oltre 9000 magneti superconduttori raffreddati alla temperatura di 1,9 K (-271,25 °C) da elio liquido superfluido che realizzeranno un campo magnetico di circa 8 Tesla, necessario a mantenere in orbita i protoni all'energia prevista, concentrati in un fascio di spessore inferiore a quello di un capello. Il sistema criogenico dell'lhc è il più grande che esista al mondo oltre ad essere il luogo massivo più freddo dell'universo.
I fasci collideranno in quattro punti lungo l'orbita, in corrispondenza di caverne nelle quali il tunnel si allarga per lasciare spazio a grandi sale sperimentali. In queste stazioni vi sono i quattro principali esperimenti di fisica delle particelle: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb ed ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Si tratta di enormi apparati costituiti da numerosi rivelatori che utilizzano tecnologie diverse e opereranno intorno al punto in cui i fasci collidono. Nelle collisioni saranno prodotte, grazie alla trasformazione di una parte dell'altissima energia in massa, numerosissime particelle che attraverseranno rivelatori e le cui proprietà saranno misurate dai rivelatori.
L'obiettivo di questo epserimento è quello di ricreare le condizioni che esistevano all'inizio del mondo, il microcosmo di violente collisioni che si produssero 1 picosecondo dopo il "big bang", così da poter dare risposta alle molteplici domande sull’origine dell’universo, capire perchè la materia nell’universo è molto più abbondante che l’anti-materia e giungere a scoperte che cambieranno profondamente la nostra visione dell’universo.
Una delle grandi speranze è trovare la particella di Dio, il
bosone di Higgs, una particella che non è mai stata individuata, ma solo ipotizzata dallo scienziato scozzese Peter Higgs e che sarebbe quella responsabile di aver dato materia a ogni altra particella esistente.
Secondo alcuni però l'lhc potrebbe causare la distruzione della Terra. Secondo questi il CERN potrebbe creare buchi neri stabili, strangelet, composti fatti da quark strange, che convertono la materia ordinaria in materia strana o monopoli magnetici che potrebbero catalizzare il decadimento dei protoni.
Il CERN, dopo accurati studi teorici ha ribadito le conclusioni di una valutazione già fatta nel 2003 secondo la quale non sussiste alcun pericolo.
Nel 2003 il CERN aveva sostenuto che è noto da tempo che la Terra viene costantemente colpita da raggi cosmici di energia anche enormemente superiore a quella dei fasci di lhc, senza che ciò causi alcun danno. Inoltre, se pure venissero prodotti mini buchi neri, essi evaporerebbero immediatamente per via della radiazione di Hawking e quindi sarebbero innocui.
Walter Wagner, un avvocato (che si autodefinisce fisico nucleare), aveva sostenuto che un mini buco nero creato in laboratorio è considerevolmente differente da uno creato dai raggi cosmici ad alta energia che colpiscono la Terra. Se i raggi cosmici producono veramente mini buchi neri, come sostengono alcune teorie, viaggerebbero a una velocità relativa alla Terra molto alta (0,9999 c) e, come un neutrino, attraverserebbero la Terra in circa 0,25 secondi senza interagire con la materia; o al massimo se interagissero comunque inghiottirebbero al massimo qualche quark a un ritmo molto lento. Al contrario un mini buco nero creato nell'lhc sarebbe relativamente a riposo, e ci sarebbe una probabilità su 10 alla quinta che non raggiunga la velocità di fuga terrestre; nel caso la velocità del minibuco nero fosse minore della velocità di fuga della Terra verrebbe catturato dal campo gravitazionale terrestre e dopo un po' di tempo interagirebbe lentamente con la materia e acquisterebbe sempre più massa fino a inghiottire la Terra. Questo a patto che la radiazione di Hawking non esista perché se esistesse allora il mini buco nero evaporerebbe e non ci sarebbe pericolo.
Per quanto riguarda la radiazione di Hawking la sua esistenza non è stata ancora verificata e, quindi, potrebbe anche non esistere. Se non esistesse, i mini buchi neri creati sarebbero stabili e potrebbero distruggere la Terra. Tuttavia, afferma il fisico Landsberg, anche se Hawking sbagliasse il mini buco nero divorerebbe la materia così lentamente che per divorare un milligrammo ci vorrebbe più dell'età dell'universo.
Tuttavia, anche se la maggior parte degli scienziati ritiene che non ci sia nessun pericolo, non tutti sono d'accordo con questa affermazione. Secondo lo scienziato tedesco Rossler i mini buchi neri potrebbero nella peggiore delle ipotesi inghiottire la Terra in 50 mesi.
Gli scienziati del CERN, come ad esempio l'italiano Michelangelo Mangano, hanno rivisto ed aggiornato la valutazione dei rischi del 2003 producendo una nuova valutazione dei rischi nella quale hanno ribadito che non c'è nessun pericolo.
Per quanto riguarda i buchi neri, essi non sarebbero una minaccia perché:
- evaporerebbero in 10-27 sec. a causa della radiazione di Hawking.
- se non evaporassero, questo vorrebbe dire che la meccanica quantistica è errata e ciò è altamente improbabile.
- pur ammettendo che alcuni mini buchi neri potessero non riuscire a raggiungere la velocità di fuga terrestre, sostiene che, anche se non evaporassero, i mini buchi neri ci metterebbero tempi enormi (tipo 10 alla undicesima anni) per inghiottire la Terra.
Inoltre se i buchi neri prodotti dal LHC fossero una minaccia, allora le stelle di neutroni vivrebbero al massimo 100 milioni di anni. Sono state osservate invece stelle di neutroni con più di un miliardo di anni di età. Dunque la probabilità che venga distrutta la Terra è molto bassa, all'incirca 1 su 10 alla ventiduesima.
Per quanto riguarda gli strangelet non sarebbero una minaccia perché:
- è improbabile che gli strangelet creatisi siano carichi negativamente (poiché il numero di quark strange è minore del numero di quark down e di quark up).
Pur ammettendo che si potessero creare all'LHC alcuni strangelet abbastanza lenti da non rompersi e che siano quindi liberi di crescere, non sarebbero una minaccia perché:
- se i raggi cosmici generassero strangelet lenti e intrappolati nel campo magnetico galattico, finirebbero in nuvole di gas e dentro le stelle. Le frequenze di esplosioni simili a quelle delle stelle di neutroni lo smentiscono. Man mano che cresce la densità di energia, diminuisce la probabilità che si generino strangelet. Dunque non si potrebbero generare all'lhc.
Per quanto riguarda i monopoli magnetici non sarebbero una minaccia perché:
- la Terra viene costantemente colpita da raggi cosmici di energia anche enormemente superiore a quella dei fasci di LHC, senza che ciò causi alcun danno, idem per il decadimento del falso vuoto.
Su alcuni siti, come
questo, si può seguire la diretta dell'esperimento.