International Linear Collider: il successore dell’Lhc

di MCS
Read time: 4 mins

È ufficiale. Il più grande acceleratore di particelle del mondo, il Large Hardon Collider (Lhc), ha già un erede: l’International Linear Collider (Ilc). Dopo il bosone di Higgs, i fisici del Cern hanno avuto l’ok per procedere con la costruzione del nuovo acceleratore, il cui scopo sarà quello di approfondire e ultimare le scoperte avutesi con il Large Hardon Collider, aprendo così le porte a quella che in molti definiscono la “nuova fisica”.
Infatti, l’International Linear Collider sarà utilizzato per definire le “lacune” del modello standard, con il quale si delineano tre delle quattro forze fondamentali note: le interazioni forti, elettromagnetiche e deboli, assieme a tutte le particelle elementari correlate. Le sue congetture però, nonostante siano state per lo più verificate e accettate, e che fungono da teoria quantistica dei campi, non includono la forza gravitazionale, per la quale, a oggi, non sussiste una teoria quantistica coerente. Pertanto, non può essere ritenuto un modello completo delle interazioni deboli, non prendendo in considerazione, inoltre, l’esistenza della materia oscura che rappresenta, in gran parte, la materia stessa dell’universo.
L’Ilc, a differenza dell’Lhc, sarà dotato di un’energia più o meno ridotta, circa un quattordicesimo dell’energia di collisione del precedente acceleratore. In aggiunta, rispetto al Large Hardon Collider, in cui l’energia si suddivide equamente tra tutte le componenti degli androni, qui l’energia che sarà impiegata dagli elettroni per la collisione è quella totale. Le collisioni, di conseguenza, saranno soggette a un minor numero di disturbi, in modo da ottenere misurazioni delle particelle decisamente più precise. In effetti, entrambi gli acceleratori risultano speculari. Ma come è fatto l’International Linear Collider?

L’Ilc è costituito da due acceleratori lineari paralleli, ciascuno lungo trentuno chilometri, dove sono in grado di scontrarsi fasci di elettroni (o positroni) al centro, a temperature che sfiorano lo zero assoluto. Ciò significa che sarà una macchina fondamentale, poiché in essa viaggeranno abbondanti fasci di particelle, contenenti circa venti miliardi di elettroni (o positroni) ciascuno, incamerati in un’area talmente ristretta che è addirittura paragonabile a un capello umano. Il gran numero di collisioni che saranno prodotte, si verificheranno a un ritmo di settemila particelle al secondo e all’energia di cinquecento miliardi di elettronvolt (500 GeV), generando, così, nuove particelle. Il progetto, che consta di cinque volumi, è stato presentato il 12 giugno 2013 a Tokyo, al Cern di Ginevra e nel Fermilab di Batavia, e coinvolge una squadra di ricerca internazionale che comprende oltre mille tra ricercatori e ingegneri appartenenti a più di cento Università e laboratori di circa venti Paesi.
La collaborazione Linear Collider ha scelto come sito il Kitami, catena montuosa al nord del Giappone, all’interno della prefettura di Iwate, poco distante dalla prefettura di Miyagi, epicentro del terremoto di Tohoku del 2011.
La località, dall’aspetto lussureggiante e degno di nota, è caratterizzata da diversi vantaggi geologici, tra cui la stabilità verso i terremoti. Nonostante sia molto vicino alla zona in precedenza colpita dal sisma e dal successivo tsunami, il Kitami è protetto naturalmente dalle montagne. In più, nelle vicinanze dell’Ilc, sono presenti le principali linee di trasporto ferroviarie che collegano la capitale giapponese alla costa settentrionale. Sendai, capoluogo di Miyagi e sede della Tohoku University, è a solo dieci minuti di treno. Sorprendente, poi, è il comitato di sostegno per l’Ilc fondato dai residenti di Iwate e Miyagi, i quali nell’ultimo anno hanno ospitato i fisici del luogo per offrire lezioni pubbliche riguardanti il futuro acceleratore, nonché corsi di lingua giapponese in inglese, cinese e coreano. A queste iniziative si aggiungono i dettagliati volantini contenenti un elenco dei diversi modi per raggiungere il sito dell’Ilc, tempo incluso.
Il progetto, che avrà un costo complessivo di circa dieci miliardi di dollari, sarà realizzato nel 2015 e secondo Tim Meyer, responsabile della pianificazione strategica e comunicativa di TRIUMF (Laboratorio Nazionale del Canada per le particelle e per la fisica nucleare), l’Ilc sarà una “fabbrica di Higgs” e potrebbe essere in grado di rivelare i misteri della prima particella della Natura di spin - zero. Hitoshi Murayama, professore di fisica all’Università di Berkley, afferma, inoltre, che: “Il principale problema è questo: abbiamo mai visto una particella elementare senza spin? Tutte le particelle hanno spin. Il bosone di Higgs potrebbe avere effetti concreti,  ma sta girando in dimensioni  dello spazio che non possiamo vedere. Abbiamo davvero bisogno di conoscere la reale natura e il contesto di questa particella appena scoperta”. Ed è proprio per rispondere a questa e ad altre domande che il Large Hardon Collider sarà affiancato dall’acceleratore lineare. Non a caso “L’Ilc potrebbe aiutarci a realizzare il sogno di Einstein di unire tutte le teorie della fisica”, sostiene Brian Foster, Direttore Europeo per l’Ilc. Era, infatti, il lontano 1916, quando il giovane Albert Einstein si accingeva a ultimare il suo programma ionico: unificare il campo gravitazionale e il campo magnetico in una sola, portante teoria.

E forse, dopo circa un secolo, il sogno del lungimirante Einstein sta per diventare realtà.

Mariarosaria Mazzacane

altri articoli

Ecco chi sono i ricercatori più citati (2008-2018)

Ed ecco l’attesa lista annuale dei ricercatori Highly Cited pubblicata oggi (19 novembre) da Clarivate Analytics. La lista comprende i ricercatori che nel periodo 2008-2018  hanno pubblicato il maggior numero di articoli molto citati ("Highly Cited Papers"), cioè articoli che si collocano nel primo 1% per cento al mondo per numero di citazioni. L'analisi è condotta distinguendo 21 diverse aree scientifiche: dalla medicina clinica alla fisica, dalla matematica alle scienze agrarie e così via.