Scienze

Il progetto del CERN: un acceleratore di particelle quattro volte più grande di LHC

Il futuro della fisica sarà forse il Future Circular Collider: un acceleratore di particelle 10 volte più potente del suo predecessore, per studiare il bosone di Higgs e cercare nuove particelle.

Il futuro del CERN e della fisica delle particelle potrebbe dipendere da una macchina che esiste per adesso solo come progetto concettuale: l'erede del Large Hadron Collider, l'LHC, più grande in dimensioni e potenza. Martedì 15 gennaio è stato presentato nei laboratori vicino a Ginevra il concept del Future Circular Collider, un acceleratore di particelle quattro volte più grande di LHC, con un tunnel sotterraneo per le collisioni di 100 km di circonferenza (contro i 27 di LHC).

La proposta arriva in un momento storico per la scienza, in cui è necessario stabilire dove sorgerà il prossimo acceleratore di particelle, una macchina di nuova generazione, per concentrare i - giganteschi - finanziamenti necessari. Sul successore di LHC pesano molte aspettative: potrebbe permettere di completare (o superare un volta per tutte) il Modello Standard della fisica, rivelandoci particelle ancora neppure immaginate. Potrebbe essere la chiave di volta, perché il Modello Standard (che alcuni fisici chiamano Meraviglia Suprema) risponde sì a molte domande sulla struttura della materia, ma finora non ha spiegato, per esempio, il perché della prevalenza della materia sull'antimateria o la natura della materia oscura.

Il Future Circular Collider e il suo predecessore: dimensioni a confronto. © FCC Study@CERN

Passi progressivi. Il Future Circular Collider (FCC) avrebbe un costo stimato di 20 miliardi di euro e prevederebbe quattro fasi di sviluppo scientifico, a cominciare da una fase di collisioni elettroni-positroni che permetta di studiare il bosone di Higgs con una precisione mai raggiunta prima, per terminare, dopo la metà del secolo, con collisioni di energia superiore ai 100 teraelettronvolt (TeV), 7 volte superiori a quelle di LHC (per approfondire).

I piani per il super-acceleratore andranno ora analizzati, insieme alle altre proposte, da un comitato internazionale di scienziati, che delineerà la Strategia Europea per la fisica delle particelle, attesa per il 2020. Anche se fortemente auspicabile, non è detto che il progetto veda la luce. Già in passato altri piani per acceleratori di particelle sono stati interrotti o non hanno avuto seguito per ragioni economiche: è accaduto nel 1993 con il Superconducting Super Collider americano (più piccolo di FCC) e, lo scorso dicembre, con l'International Linear Collider, in Giappone.

Sforzo internazionale. Gli studi di fattibilità per l'FCC sono iniziati nel 2014 e hanno già coinvolto 1.300 scienziati da 150 università ed Enti di ricerca. Tra gli obiettivi che si propone di onorare, ci sono studi più precisi su come il bosone di Higgs interagisca con i suoi "simili"; l'esplorazione del ruolo della simmetria elettrodebole nella storia dell'Universo, la ricerca di nuove particelle dotate di massa e lo studio dello stato della materia nel cosmo primordiale.

28 gennaio 2019 Elisabetta Intini
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