LHC: registrati i primi scontri ad altissima energia di fasci stabili

Esperimento ALICE al CERN di Ginevra - fonte CERN

Ginevra, 8 novembre 2010. Dopo i tentativi di ieri e lo spegnimento notturno dell’acceleratore di particelle, oggi il Cern è riuscito a completare le fasi iniziali di calibrazione dei fasci di particelle pesanti e sono finalmente avvenute le prime collisioni con fasci stabili di ioni di piombo. E’ accaduto questa mattina, attorno alle 11,45, nella macchina di LHC e un grande applauso nella sala di controllo ha sottolineato il nuovo successo della ricerca del CERN.

Nell’acceleratore vengono messi in circolo due fasci di ioni pesanti, che girano uno in senso orario e l’altro in senso antiorario. Questo permette di far scontrare gli ioni ad energie altissime.

La stabilità dei fasci di ioni significa un numero costante di ioni in circolo nel tempo e quindi un numero di scontri (luminosità) costante nel tempo.

Gli scontri vengono attentamente registrati dagli strumenti ALICE, ATLAS e CMS che cercano di captare la presenza di particelle subatomiche nuove e mai osservate prima, data l’energia degli scontri tra ioni di piombo che ricrea temperature paragonabili a quelle che si trovavano in natura solo ai primi istanti dell’universo.

“La velocità in cui siamo riusciti a rendere stabili i fasci di ioni di piombo è un segno di maturità dell’LHC,” ha detto il direttore del CERN Rolf Heuer. “La macchina sta lavorando come un orologio dopo solo pochi mesi di operazioni di routine.”

Usare l’LHC con ioni di piombo – atomi di piombo senza elettroni – è qualcosa di completamente diverso che usarla per far girare protoni. Dalla sorgente delle particelle (un pezzo di piombo, ndr.) fino ai rilevatori di collisioni, i parametri cambiano completamente per il nuovo tipo di fascio. Per gli ioni di piobo, così come pr i protoni in primavera, all’inizio di fa girare un fascio in una direzione, poi si fa girare il secondo nell’altro senso.

Quando entrambi i fasci sono stati fatti girare, si può aumentare l’energia dei fasci fino a 287 TeV per fascio. Questa energia è molto più alta he per i protoni, perché gli ioni di piombo contengono 82 protoni nel nucleo. Un altro momento delicato è quello della stabilizzazione dei fasci prima di far scontrare le particelle, e questo è quello che è avvenuto oggi con successo. Adesso i tre rilevatori ALICE, ATLAS e CMS possono osservare scrupolosamente quello che avviene quando i fasci di ioni in direzioni opposte si scontrano, almeno fino al prossimo spegnimento per manutenzione ordinaria il prossimo 6 dicembre.

“E’ davvero impressionante vedere come si è adattato l’LHC all’utilizzo di ioni di piombo al posto dei protoni,” ha detto Jurgen Schukraft, portavoce dell’esperimento ALICE. “I rilevatori ALICE sono stati ottimizzati per tracciare e registrare le collisioni tra ioni e stanno gestendo le prime collisioni molto bene, quindi siamo tutti pronti a capire le nuove opportunità di ricerca che stanno emergendo nell’LHC.”

E ci sarà molto da osservare e da analizzare. I rilevatori, infatti, registrano una mole di dati inimmaginabile, che vengono poi smistati in centinaia di centri di calcolo in giro per il mondo per essere elaborati a tempo di record.

“Dopo il successo coi protoni, ora siamo molto eccitati di passare a questa nuova fase,” ha detto la portavoce dell’esperimento ATLAS, Fabiola Gianotti. “Il rilevatore ATLAS ha registrato i primi spettacolari scontri tra ioni, e non vediamo l’ora di studiarli in dettaglio.”

“Abbiamo progettato il CMS come un rilevatore multi-uso,” ha detto Guido Tonelli, il portavoce del progetto CMS, “e vogliamo vedere come si adatterà a questa nuovi nuovi tipi di collisioni. Avere dati raccolti negli scontri protone-protone e ione-ione dalla stessa macchina sarà interessantissimo per capire le tracce sfuggenti di nuovi stati della materia.”