LHC: pronti alla ripartenza

Large Hadron Collider: si riparte. Dopo mesi di attività frenetica i lavori nel tunnel di LHC si stanno avviando alla conclusione. Come forse molti lettori ricordano, il più potente acceleratore di particelle del mondo si era fermato per un grave incidente il 19 settembre 2008, pochi giorni dopo l'inaugurazione che aveva attirato sul CERN l'attenzione dei mezzi di comunicazione del mondo intero. Durante uno degli ultimi test elettrici è bastata una interconnessione difettosa fra due dei 1200 magneti superconduttori dell'anello per provocare un corto circuito che ha rotto l'isolamento dell'elio superfluido che mantiene tutto il sistema a meno di due gradi sopra lo zero assoluto. L'espansione violenta che ne è risultata ha danneggiato seriamente alcuni dei sofisticatissimi magneti e prodotto danni meccanici  che si sono propagati per centinaia di metri nell'anello.

Ci sono voluti mesi di lavoro incessante. Prima per mettere in sicurezza la zona danneggiata e sostituire o riparare le decine di magneti che avevano subito danni. Poi per rivedere tutte le procedure di analisi e controllare con sensibilità superiore di ordini di grandezza tutte le migliaia di interconnessioni che avevano passato i controlli di qualità standard.

Come spesso succede in questi casi, quando qualcosa si rompe, tutto viene passato al setaccio e si finisce col migliorare una quantita infinità di dettagli che in un primo momento erano stati giudicati poco importanti. Si sono riviste le procedure di protezione contro i "quench" accidentali dei magneti (il passaggio brusco dalla condizione di superconduttività alla situazione di conduzione ordinaria). Si sono aumentate e rese più affidabili le valvole di scarico per le eventuali sovrapressioni nel circuito dell'elio. Si è aumentata la sensibilità degli strumenti di misura che devono rilevare le più piccole variazioni di resistenza nelle giunzioni critiche. Si sono ri-esaminate ai raggi X e ad ultrasuoni centinaia di saldature sospette. Tutte quelle considerate potenzialmente pericolose sono state rifatte ex-novo. Si sono rafforzati gli ancoraggi al suolo dei magneti nelle zone di tunnel geologicamente meno robuste.

Tutto questo è stato possible grazie ad uno sforzo straordinario sia del personale dell'acceleratore che al contributo dei migliori tecnici ed esperti di tutto il mondo. Nel tunnel di LHC si parlano tutte le lingue e molto spesso si incontrano fisici ed ingegneri italiani al lavoro nelle attività più delicate.

Alla fine tutti questi miglioramenti finiranno per avere un impatto positivo sulla vita dell'acceleratore. E' come se LHC avesse passato un tagliando di revisione completo per cui l'apparato risulta oggi molto più robusto per le operazioni a lungo termine. Non va dimenticato che il piano di ricerche ad LHC prevede che l'acceleratore continui a operare per un periodo compreso fra i 10 ed i 20 anni e la questione dell'affidabilità a lungo termine per apparati di questa complessità è sempre molto critica.

Gli esperimenti hanno approfittato del periodo di interruzione per completare tutte le installazioni e le riparazioni che erano state rinviate per l'imminente arrivo del fascio. Sono state messi a punto nuovi test e sono stati raccolti centinaia di milioni di raggi cosmici con i quali gli apparati sono stati sincronizzati, calibrati ed allineati con precisione. Sono state infine messe a punto simulazioni di stress del sistema di calcolo distribuito (Grid) che verrà utilizzato per raccogliere, immagazzinare ed analizzare i 300 eventi di fisica al secondo che ci si aspetta di poter registrare su disco. Il software di ricostruzione è stato testato fin nei minimi dettagli utilizzando centinaia di milioni di eventi simulati nelle più diverse condizioni sperimentali. Migliaia di giovani fisici sono pronti a mettere alla prova idee vecchie e nuove per indagare nei misteri più esclusivi della materia.

Fra pochi mesi dovremmo essere di nuovo in pista e stavolta le aspettative sono per un lungo run di fisica ad energia sufficientemente elevata (8-10TeV) per cominciare a cercare segnali di material supersimmetrica o evidenza di particelle previste da modelli di extra-dimensioni. All'inizio, per essere sicuri di avere capito e calibrato correttamente i rivelatori, si passerà in rassegna tutta la fisica fin qui conosciuta. Per certi versi si "ri-scoprirà" tutto il modello standard delle particelle elementari con un occhio sempre attento alle distribuzioni in massa invariante nel caso la natura ci riservi fin da subito la sorpresa di  qualche nuovo stato della materia. Per quanto riguarda il bosone di Higgs la caccia comincerà, ma sarà molto dura. Nelle più rosee previsioni fra il 2009 ed il 2010 LHC dovrebbe essere in grado di fornire agli esperimenti alcune centinaia di picobarn inversi di luminosità integrata: abbastanza per fare moltissimi studi e, forse, importanti scoperte ma ancora pochi per "stanare" l'Higgs dagli angoli più remoti in cui si può nascondere. Per essere sicuri di avere capito il meccanismo che dà origine alla massa delle particelle elementari temo che dovremo comunque aspettare qualche altro anno di presa dati. Restate sintonizzati.