L'LHC si aggiorna per raggiungere maggiore luminosità
Il Grande Collisore di Adroni (LHC) del CERN ha iniziato un esteso periodo di inattività tecnica che si protrarrà fino al 2029. Questa pausa non significa fermare la ricerca, ma segna l'inizio di una trasformazione ambiziosa: l'installazione dell'High-Luminosity LHC (HL-LHC). L'obiettivo centrale è incrementare drasticamente la luminosità dell'acceleratore, un fattore chiave che determina quante collisioni di particelle possono avvenire. Potenziando questo parametro, i rivelatori potranno registrare un volume di eventi senza precedenti, permettendo agli scienziati di analizzare fenomeni fisici estremamente rari con una precisione mai raggiunta prima 🔬.
Trasformazione tecnica per moltiplicare i dati
Per compiere questo salto quantitativo, il progetto HL-LHC richiede la sostituzione e il miglioramento di componenti critici lungo l'anello sotterraneo di 27 chilometri. Verranno installati elettromagneti superconduttori più potenti, verranno aggiornati i sistemi criogenici e ottimizzati gli elementi di collimazione. Un cambiamento tecnologico fondamentale è l'adozione di elettromagneti fabbricati con niobio-stagno. Questo materiale composto può generare campi magnetici più intensi, essenziale per focalizzare i fasci di protoni con maggiore precisione e comprimerli nei punti di interazione. Inoltre, verrà rinforzata l'intera infrastruttura del vuoto e i sistemi di protezione per sopportare le condizioni operative più esigenti della nuova era.
Principali interventi sull'acceleratore:- Sostituire gli elettromagneti superconduttori convenzionali con altri in niobio-stagno per ottenere campi magnetici più forti.
- Migliorare i sistemi criogenici che mantengono le temperature ultra basse necessarie per la superconduttività.
- Ottimizzare i collimatori, dispositivi che puliscono i fasci di particelle, per gestire intensità più elevate.
La pausa è un passo necessario affinché la macchina più complessa del mondo possa esplorare territori inediti della realtà.
I grandi esperimenti si rinnovano anch'essi
Mentre i tecnici lavorano nel tunnel, i quattro esperimenti principali (ATLAS, CMS, ALICE e LHCb) vengono sottoposti a profonde rinnovazioni. I loro rivelatori ricevono nuova elettronica, più veloce e resistente alle radiazioni, e sistemi di lettura dei dati aggiornati. La comunità scientifica calcola che, quando l'H-L-LHC inizierà a funzionare, la quantità di dati accumulati si moltiplicherà per dieci rispetto alla fase precedente. Questo torrente di informazioni aprirà la porta alla misurazione delle proprietà del bosone di Higgs con estrema finezza e alla ricerca di nuova fisica oltre il Modello Standard.
Obiettivi scientifici chiave con l'H-L-LHC:- Caratterizzare in dettaglio senza precedenti il bosone di Higgs e le sue interazioni.
- Cercare evidenze di particelle candidate a costituire la materia oscura.
- Esplorare la possibile esistenza di dimensioni extra o di nuova simmetria nelle particelle.
Un orizzonte di scoperte
Questa pausa prolungata è, quindi, un periodo di intensa attività preparatoria. Mentre il collisore riposa, i fisici teorici e di analisi hanno davanti il compito di processare l'ingente quantità di dati già raccolti nelle fasi precedenti, assicurando che non ci sarà tempo per l'ozio nei laboratori. L'HL-LHC non è solo un miglioramento; è la porta d'ingresso a una nuova frontiera della conoscenza, dove ogni collisione potrebbe nascondere la risposta a domande fondamentali sulla struttura dell'universo 🌌.