Accelerare la scienza: l’esperimento LHC del CERN di Ginevra

Mercoledì 20 maggio 2015, ore 16:30, aula Ve, Dei
Incontro con la ricerca, 16° appuntamento

► L’OSPITE ◄

Fabrizio Gasparini, già professore ordinario di Fisica Nucleare e Subnucleare presso la Facoltà di Scienze all’Università degli Studi di Padova, ora in pensione, è ricercatore presso il CERN di Ginevra e ricercatore associato dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). La sua attività di ricerca è sempre stata rivolta allo studio delle proprietà delle interazioni e dell’origine delle forze tra i costituenti elementari della materia. Ha partecipato e promosso varie misure con tecniche diverse, presso vari acceleratori, alla ricerca di nuovi dati sperimentali. Ha partecipato alla costruzione di apparati e all’analisi di esperimenti a Brookhaven, al CERN; inoltre ha contribuito agli studi e agli sviluppi del rivelatore ICARUS per lo studio dei neutrini al laboratorio del Gran Sasso. Dal 1992 la sua attività si svolge nell’ambito del Large Hadron Collider (LHC) del CERN, in particolare è stato uno degli iniziatori della collaborazione e uno dei progettisti, e responsabile, del grande rivelatore di muoni del CMS (Compact Muon Solenoid), progettato e parzialmente costruito a Padova, del quale ha ricoperto il ruolo di Project Leader. È stato membro e coordinatore di vari comitati scientifici in Italia e all’estero; è inoltre autore e/o coautore di oltre 200 pubblicazioni nelle più importanti riviste scientifiche del settore.

►Informazioni sulla fondazione CERNLocandina CERN
Il CERN fu creato da 12 paese europei con 20 stati membri attualmente, 12000 tra impiagati e users provenienti da tutto il mondo.
Il laboratorio fu costruito da DeBroglie e Edoardo Amaldi nel 1954. La funzione predominante è quella di costruire acceleratori per la scoperta e delle particelle e dei componenti della materia.
Il professore ha esposto un breve riepilogo della storia della fisica dell’ultimo secolo, dalla scoperta del campo magnetico fino alla scoperta del legami tra particelle subatomiche. Tra il 1910 e il 1930 si scopre la radiazione cosmica e si capisce che la maggior parte delle onde sono inviate dall’universo e non arrivano dagli oggetti. L’idea di costruire acceleratori nasce dall’esigenza di costruire un ambiente controllato per lo studio dell’emissione di particelle a seguito interazioni subatomiche (in accordo con il metodo scientifico).

La fotografia del CERN oggi
Nel 2008 entra in servizio l’acceleratore LHC e accelera fino a 14000 Gev ultimo componente inserito nel complesso del CERN. Per studiare strutture composite con energie di legame data serve un acceleratore che sia capace almeno di accelerare particelle fino a quella data quantità di energia.

►Oggetto della ricerca oggi:
Costruendo acceleratori più energici possiamo accrescere la conoscenza dettagliata delle particelle già note e scoprirne delle altre. LHC è acceleratore di quark e genera interazione tra essi ciò è possibile grazie all’elevatissima energia messa a disposizione.
Studiando interazione e decadimenti dei quark constatiamo che la materia è composta da 12 particelle fondamentali di cui 6 quark (che si legano e interagiscono tra loro) e 6 leptoni. Le interazioni fondamentale della natura possono essere modellizzate tramite interazioni tra le particelle fondamentali. A partire da queste assunzioni, il professore ha poi esposto nel dettaglio gli ambiti di ricerca e i modelli che si stanno studiando nel suo ambito di ricerca.
Con il funzionamento del reattore LHC si è, infine, riusciti a isolare il bosone di Higgs, confermando le teorie precedenti e riuscendo a quantificare la sua massa.
Padova ha avuto un ruolo importante nel raggiungimento di questo risultato tra studenti dottorandi e professori impegnati attivamente nell’ambito di ricerca del CERN.

►Struttura di LHC:
Il reattore toroidale di diametro 27 km è composto da 1230 magneti da 13 ton l’uno ed è costituito da 2 tubi a vuoto spinto. Enormi bobine da 11700 A generano 8,4 T di campo magnetico e necessitano di un importante impianto di raffreddamento per essere mantenuti ad una temperatura pari a 1,9 K (temperatura alla quale manifestano un comportamento superconduttivo). Questo campo magnetico fornisce impulso che spinge le particelle a circolare nell’acceleratore accrescendo ad ogni giro la loro velocità. Necessitando di un campo magnetico variabile, serve inoltre una potenza elettrica di 123 kW. Per un giro completo le particelle impiegano circa 2 microsecondi. Due gruppi di 1014 protoni si scontrano ogni 2,5 miliardesimi di secondo all’interno del reattore.
Tutto questo richiede un enorme impegno di ingegneria. Gli ingegneri sono vitali per l’attività del CERN e il relatore ha sottolineato l’interesse dell’associazione ad accettare studenti come tesisti o dottorandi. Proposte di tesi e lavoro sono disponibili sul sito jobs.web.cern.ch.

Il prof. Grasparini ha completato l’intervento con la seguente massima: “puoi migliorare quanto vuoi la candela ma non riuscirai mai a farne una lampadina”. Un elogio all’attività di ricerca sempre nuova, capace di utilizzare le conoscenze a sua disposizione senza mai esserne vincolata.

►Link utili 

Video youtube della conferenza

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