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CERN: Linac 4 svelerà il mistero della materia oscura?

Al CERN inaugurato il nuovo acceleratore lineare di particelle Linac 4. Entrerà in funzione entro il 2021 e aprirà nuovi orizzonti per la ricerca scientifica.

CERN: Linac 4 svelerà il mistero della materia oscura?

Grandi aspettative al CERN per Linac 4, il nuovo acceleratore lineare di particelle che è lungo poco meno di 90 metri ed è collocato a una profondità di 12 metri. Si parla di un passo fondamentale verso gli esperimenti futuri, e in particolare della prospettiva di fornire misurazioni più accurate di particelle fondamentali, oltre che di osservare processi rari che avvengono oltre il livello di sensibilità degli strumenti attuali.

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Crediti: CERN

La svolta sarà data dal fatto che grazie a Linac 4 si potrà raccogliere 10 volte la quantità di dati durante gli esperimenti. L'inaugurazione tuttavia non coincide con l'entrata in funzione: come ha spiegato il direttore del CERN Fabiola Gianotti il nuovo acceleratore verrà sottoposto a un lungo periodo di test, successivamente verrà collegato all'LHC entro il 2021. Fino ad allora LHC resterà raccordato con Linac 2, l'acceleratore lineare inaugurato nel 1978 di cui prenderà il posto a tempo debito.

Rispetto a quest'ultimo, Linac 4 sarà in grado di consegnare fasci di protoni con tre volte più energia, e le collisioni di particelle a impatto più elevato forniranno nuovi dati al momento inarrivabili. Per questo si parla di un "aumento del potenziale degli esperimenti di LHC". Considerate le scoperte sensazionali ottenute con Linac 2, immaginate le prospettive ventilate dal nuovo Linac 4. I misteri aperti sono ancora molti, fra cui materia oscura ed energia oscura, ma fra gli obiettivi figurano anche scoperte meno entusiasmanti ma altrettanto importanti, come per esempio la misurazione delle proprietà del Bosone di Higgs.

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Crediti: CERN

A questo punto vale la pena spiegare un po' più in dettaglio a che cosa serve un acceleratore lineare: nell'ambito di una struttura come quella del CERN, l'acceleratore lineare è il primo elemento della catena, quello da cui partono tutti gli esperimenti. Qui le particelle subiscono la prima fase di accelerazione e organizzazione in pacchetti che vanno a formare i fasci dell'esperimento.

In particolare il Linac4 produrrà ioni idrogeno negativi, costituiti da un atomo di idrogeno con due elettroni, e li invierà al Proton Synchrotron Booster (PSB)m, che li accelererà ulteriormente e rimuoverà gli elettroni. Il Linac4 porterà le particelle a un'energia di 160MeV (megaelettronvolt, 1 MeV = 10^6 eV), equivalente a più di tre volte l'energia di Linac 2. Proprio questo aumento di energia, unito all'impiego di ioni di idrogeno, consentirà di far arrivare all'LHC il doppio di particelle.

Oltre tutto Linac 4 non è l'unico elemento novità atteso nei prossimi anni: come ha spiegato Gianotti, è "il primo elemento chiave del nostro ambizioso programma di aggiornamento".

Se vi state chiedendo se un Linac possa avere un'utilità nel mondo di tutti i giorni, sappiate che "ogni reparto di radioterapia negli ospedali ha un Linac, semplicemente più piccolo perché le energie che sono necessarie per trattare i pazienti affetti da tumore sono molto minori. Infatti si usano fasci di elettroni dai 6MeV ai 20MeV, a seconda dell'acceleratore, che producono fasci di fotoni (raggi X) molto intensi, capaci di 'uccidere' le cellule malate. È bello pensare che uno degli strumenti chiave per capire come funziona la natura sia anche lo strumento che usiamo per curare l'uomo!", come fa notare la professoressa Michela Prest, Professore di Fisica al Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia dell'Università degli Studi dell'Insubria.


Volete saperne di più sul Bosone di Higgs e su come funziona l'acceleratore di particelle più grande al mondo? Leggete questo libro del fisico italiano Dario Menasce, che ha partecipato a questa straordinaria scoperta.

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