SCIENZA & TECNOLOGIA 

Un tempo si pensava che la parte più piccola di materia fosse l’atomo, oggi sappiamo invece che nemmeno le particelle subatomiche sono gli ultimi, indivisibili “mattoncini” con cui è costruito l’intero Universo, ma che sono a loro volta formati da altre particelle.
I progressi fatti dalla fisica nel XX secolo hanno condotto alla formulazione di una teoria generale chiamata “modello standard”. Secondo questa teoria la materia è costituita da 12 tipi diversi di mattoni: le particelle fondamentali. Forse ne avrai sentita citare qualcuna: hanno nomi come “neutrino” oppure “muone”. Il “modello standard” funziona bene nella spiegazione e nella previsione di una grande quantità di fenomeni che si verificano nel cuore della materia e nella vastità dello spazio, ma non di tutti.
Studiare le particelle fondamentali della materia non è semplice; alcune di esse sono difficilissime da osservare non tanto perché hanno dimensioni infinitesime, quanto perché la loro vita è brevissima. Di solito vengono “previste” in base a calcoli teorici prima ancora di essere osservate, ma bisogna verificare che esistano davvero. Il modo migliore per osservare una particella elementare è “produrla” e a questo servono gli acceleratori di particelle: macchine complesse nelle quali particelle elettricamente cariche a cui è stata impressa una fortissima accelerazione vengono fatte scontrare tra loro o contro dei bersagli; lo scontro produce altri tipi di particelle con emissione di energia e queste “tracce” danno modo di conoscere meglio la struttura della materia.
Il più potente acceleratore di particelle mai realizzato si chiama LHC, Large Hadron Collider, cioè “grande collisore di adroni”; gli adroni sono particelle subatomiche (ma non sono una delle 12 particelle fondamentali). È una macchina enorme, che occupa un tunnel circolare lungo 27 km posto circa 100 m sotto il suolo. È uno degli acceleratori di particelle del Cern, il Centro europeo per la ricerca nucleare, che si trova in Svizzera, a Ginevra. L’LHC è un ciclotrone, cioè un acceleratore di particelle di forma circolare. Due fasci di particelle atomiche vengono iniettate in un tubo ad anello, nel quale è stato praticato il vuoto quasi assoluto, e qui vengono mantenute su orbite quasi perfettamente circolari, guadagnando energia a ogni giro compiuto. La velocità che può essere raggiunta dalle particelle nell’LHC è il 99,9% della velocità della luce. Per farli scontrare, i due fasci di particelle sono fatti muovere nel verso opposto.
L’idea è quella di ricreare le condizioni immediatamente successive al Big Bang, l’evento che avrebbe dato origine all’Universo. Ciò che si è cercato a lungo di ottenere, e si è finalmente osservato per la prima volta nel 2012, è il bosone di Higgs, una particella la cui esistenza spiega come ha avuto origine la massa delle particelle fondamentali ed è coerente con il modello standard.