Io non so se Dio esiste. Ma se esiste, spero che abbia una buona scusa.
10 Settembre 2008 : Large Hadron Collider, si parte!
Il 10 Settembre 2008 alle ore 9:30 verra' attivato il Large Hadron Collider o, piu' semplicemente LHC. Si tratta del piu' grande e potente acceleratore di particelle esistente al mondo, sito a 100 metri di profondita' sotto il territorio della Francia e della Svizzera. Il LHC ha la forma di una circonferenza lunga 27 Km e con un diametro di circa 8,5 Km ed è il risultato di 20 anni di ricerche, test ed esperimenti, resi possibili dai finanziamenti di piu' di 80 Stati.
Il LHC è composto da oltre 1600 magneti superconduttori raffreddati alla temperatura di 1,9 Kelvin (-271,25 °C) da elio liquido superfluido che realizzeranno un campo magnetico di circa 8 Tesla, necessario a mantenere in orbita le particelle, che avranno energia iniziale pari a 10 Tev (Tera elettronvolt). Il sistema criogenico di LHC è quindi il luogo massivo più freddo dell'universo.
L'esperimento
La macchina accelererà due fasci di particelle che circoleranno in direzioni opposte, ciascuno contenuto in un tubo a vuoto, che collideranno in quattro punti lungo l'orbita, in corrispondenza di caverne nelle quali il tunnel si allarga per lasciare spazio a grandi sale sperimentali. In queste stazioni vi sono i quattro principali esperimenti di fisica delle particelle: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb ed ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Si tratta di enormi apparati costituiti da numerosi rivelatori che utilizzano tecnologie diverse e opereranno intorno al punto in cui i fasci collidono. Nelle collisioni saranno prodotte, grazie alla trasformazione di una parte dell'altissima energia in massa, numerosissime particelle che attraverseranno rivelatori e le cui proprietà saranno misurate dai rivelatori.
Il programma scientifico di LHC prevede anche la collisione tra ioni pesanti. Nuclei di piombo potranno essere accelerati all'energia di 2,7 TeV per nucleone, corrispondente a 575 TeV per nucleo.
Scopi degli esperimenti
Molteplici saranno gli scopi degli esperimenti che verranno condotti con il LHC
- Scoprire l'esistenza, tra le particelle subatomiche, di altre particelle quali ad esempio il Bosone di Higgs, che giustificherebbe la massa di tutte le particelle che compongono l'universo;
- Capire qual è l'origine della massa dei barioni;
- Tentare di dare origine a una parte della massa dell'universo mediante la creazione di plasma di quark e gluoni;
- Spiegare perchè le particelle elementari hanno masse differenti e quindi capire se esse interagiscono con il teorico campo di Higgs;
- Comprendere di cosa è composto il 95% di massa dell'universo, attualmente riconosciuto come "materia oscura"
- Scoprire se esistono le particelle supersimmetriche;
- Scoprire l'esistenza di altre dimensioni oltre le tre spaziali (lunghezza, larghezza, profondità) e il tempo, come previsto da vari modelli di teoria delle stringhe;
- Individuare le cause dell'asimmetria tra materia e antimateria, cioè la quasi assenza di antimateria nell'universo;
- Approfondire le conoscenze di oggetti di studio già noti quali il quark top o il quark "strange".
I rischi
Secondo alcuni l'LHC potrebbe causare la distruzione della Terra.Secondo questi il CERN potrebbe:
- Creare un buco nero stabile;
- Creare strangelet, composti fatti da quark strange, che convertono la materia ordinaria in materia strana;
- Creare monopoli magnetici che potrebbero catalizzare il decadimento dei protoni.
Il CERN, dopo accurati studi teorici ha ribadito le conclusioni di una valutazione già fatta nel 2003 secondo la quale non sussiste alcun pericolo. Nel 2003 aveva sostenuto che è noto da tempo che la Terra viene costantemente colpita da raggi cosmici di energia anche enormemente superiore a quella dei fasci di LHC, senza che ciò causi alcun danno. Inoltre, se pure venissero prodotti mini buchi neri, essi evaporerebbero immediatamente per via della radiazione di Hawking e quindi sarebbero innocui.
Walter Wagner, un avvocato, aveva sostenuto che un mini buco nero creato in laboratorio è considerevolmente differente da uno creato dai raggi cosmici ad alta energia che colpiscono la Terra. Se i raggi cosmici producono veramente mini buchi neri, come sostengono alcune teorie, viaggerebbero a una velocità relativa alla Terra molto alta (0,9999 c) e, come un neutrino, attraverserebbero la Terra in circa 0,25 secondi senza interagire con la materia; o al massimo se interagissero comunque inghiottirebbero al massimo qualche quark a un ritmo molto lento. Al contrario un mini buco nero creato nell'LHC sarebbe relativamente a riposo, e ci sarebbe una probabilità su 105 che non raggiunga la velocità di fuga terrestre; nel caso la velocità del minibuco nero fosse minore della velocità di fuga della Terra verrebbe catturato dal campo gravitazionale terrestre e dopo un po' di tempo interagirebbe lentamente con la materia e acquisterebbe sempre più massa fino a inghiottire la Terra. Questo a patto che la radiazione di Hawking non esista perché se esistesse allora il mini buco nero evaporerebbe e non ci sarebbe pericolo.
Per quanto riguarda la radiazione di Hawking la sua esistenza non è stata ancora verificata e quindi potrebbe anche non esistere. Se non esistesse i mini buchi neri creati sarebbero stabili e potrebbero distruggere la Terra. Tuttavia, afferma il fisico Landsberg, anche se Hawking sbagliasse il mini buco nero divorerebbe la materia così lentamente che per divorare un milligrammo ci vorrebbe più dell'età dell'universo .
Tuttavia, anche se la maggior parte degli scienziati ritiene che non ci sia nessun pericolo, non tutti sono d'accordo con questa affermazione. Secondo lo scienziato tedesco Rossler i mini buchi neri potrebbero nella peggiore delle ipotesi inghiottire la Terra in 50 mesi. Walter Wagner e Luis Sancho hanno citato in giudizio presso una corte delle Hawaii il Cern, il Fermilab di Chicago e il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti che hanno partecipato alla costruzione dell'acceleratore.
Gli scienziati del CERN, come ad esempio l'italiano Michelangelo Mangano, hanno rivisto ed aggiornato la valutazione dei rischi del 2003 producendo una nuova valutazione dei rischi nella quale hanno ribadito che non c'è nessun pericolo perché:
- Per quanto riguarda i buchi neri, essi non sarebbero una minaccia infatti:
- Evaporerebbero in 10-27 sec. a causa della radiazione di Hawking
- Se non evaporassero, questo vorrebbe dire che la meccanica quantistica è errata e ciò è altamente improbabile
- Pur ammettendo che alcuni mini buchi neri potessero non riuscire a raggiungere la velocità di fuga terrestre, sostiene che, anche se non evaporassero, i mini buchi neri ci metterebbero tempi enormi (tipo 1011 anni) per inghiottire la Terra.
- Inoltre se i buchi neri prodotti dal LHC fossero una minaccia, allora le stelle di neutroni vivrebbero al massimo 100 milioni di anni. Sono state osservate invece stelle di neutroni con più di un miliardo di anni di età. Dunque la probabilità che venga distrutta la Terra è molto bassa, all'incirca 1 su 1022.
- Per quanto riguarda gli strangelet non sarebbero una minaccia perché:
- E' improbabile che gli strangelet creatisi siano carichi negativamente (poiché il numero di quark strange è minore del numero di quark down e di quark up)
- Pur ammettendo che si potessero creare all'LHC alcuni strangelet abbastanza lenti da non rompersi e che siano quindi liberi di crescere, non sarebbero una minaccia perché:
se i raggi cosmici generassero strangelet lenti e intrappolati nel campo magnetico galattico, finirebbero in nuvole di gas e dentro le stelle. Le frequenze di esplosioni simili a quelle delle stelle di neutroni lo smentiscono.
man mano che cresce la densità di energia, diminuisce la probabilità che si generino strangelet. Dunque non si potrebbero generare all'LHC.
per quanto riguarda i monopoli magnetici non sarebbero una minaccia perché:
la Terra viene costantemente colpita da raggi cosmici di energia anche enormemente superiore a quella dei fasci di LHC, senza che ciò causi alcun danno.
idem per il decadimento del falso vuoto.
Alla fine, molti sono i dubbi su quello che sarà il risultato del primo esperimento. L'uomo non pone limiti alla ricerca scientifica e alla sua curiosità e spesso sbaglia dando luogo a eventi catastrofici (vedi Chernobyl). Speriamo che non avvengano disastri...
Ringrazio wikipedia per le informazioni tecniche.
Chi vuole seguire le notizie e (forse) l'esperimento, puo' andare sul sito http://webcast.cern.ch/index.html
Il LHC è composto da oltre 1600 magneti superconduttori raffreddati alla temperatura di 1,9 Kelvin (-271,25 °C) da elio liquido superfluido che realizzeranno un campo magnetico di circa 8 Tesla, necessario a mantenere in orbita le particelle, che avranno energia iniziale pari a 10 Tev (Tera elettronvolt). Il sistema criogenico di LHC è quindi il luogo massivo più freddo dell'universo.
L'esperimento
La macchina accelererà due fasci di particelle che circoleranno in direzioni opposte, ciascuno contenuto in un tubo a vuoto, che collideranno in quattro punti lungo l'orbita, in corrispondenza di caverne nelle quali il tunnel si allarga per lasciare spazio a grandi sale sperimentali. In queste stazioni vi sono i quattro principali esperimenti di fisica delle particelle: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb ed ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Si tratta di enormi apparati costituiti da numerosi rivelatori che utilizzano tecnologie diverse e opereranno intorno al punto in cui i fasci collidono. Nelle collisioni saranno prodotte, grazie alla trasformazione di una parte dell'altissima energia in massa, numerosissime particelle che attraverseranno rivelatori e le cui proprietà saranno misurate dai rivelatori.
Il programma scientifico di LHC prevede anche la collisione tra ioni pesanti. Nuclei di piombo potranno essere accelerati all'energia di 2,7 TeV per nucleone, corrispondente a 575 TeV per nucleo.
Scopi degli esperimenti
Molteplici saranno gli scopi degli esperimenti che verranno condotti con il LHC
- Scoprire l'esistenza, tra le particelle subatomiche, di altre particelle quali ad esempio il Bosone di Higgs, che giustificherebbe la massa di tutte le particelle che compongono l'universo;
- Capire qual è l'origine della massa dei barioni;
- Tentare di dare origine a una parte della massa dell'universo mediante la creazione di plasma di quark e gluoni;
- Spiegare perchè le particelle elementari hanno masse differenti e quindi capire se esse interagiscono con il teorico campo di Higgs;
- Comprendere di cosa è composto il 95% di massa dell'universo, attualmente riconosciuto come "materia oscura"
- Scoprire se esistono le particelle supersimmetriche;
- Scoprire l'esistenza di altre dimensioni oltre le tre spaziali (lunghezza, larghezza, profondità) e il tempo, come previsto da vari modelli di teoria delle stringhe;
- Individuare le cause dell'asimmetria tra materia e antimateria, cioè la quasi assenza di antimateria nell'universo;
- Approfondire le conoscenze di oggetti di studio già noti quali il quark top o il quark "strange".
I rischi
Secondo alcuni l'LHC potrebbe causare la distruzione della Terra.Secondo questi il CERN potrebbe:
- Creare un buco nero stabile;
- Creare strangelet, composti fatti da quark strange, che convertono la materia ordinaria in materia strana;
- Creare monopoli magnetici che potrebbero catalizzare il decadimento dei protoni.
Il CERN, dopo accurati studi teorici ha ribadito le conclusioni di una valutazione già fatta nel 2003 secondo la quale non sussiste alcun pericolo. Nel 2003 aveva sostenuto che è noto da tempo che la Terra viene costantemente colpita da raggi cosmici di energia anche enormemente superiore a quella dei fasci di LHC, senza che ciò causi alcun danno. Inoltre, se pure venissero prodotti mini buchi neri, essi evaporerebbero immediatamente per via della radiazione di Hawking e quindi sarebbero innocui.
Walter Wagner, un avvocato, aveva sostenuto che un mini buco nero creato in laboratorio è considerevolmente differente da uno creato dai raggi cosmici ad alta energia che colpiscono la Terra. Se i raggi cosmici producono veramente mini buchi neri, come sostengono alcune teorie, viaggerebbero a una velocità relativa alla Terra molto alta (0,9999 c) e, come un neutrino, attraverserebbero la Terra in circa 0,25 secondi senza interagire con la materia; o al massimo se interagissero comunque inghiottirebbero al massimo qualche quark a un ritmo molto lento. Al contrario un mini buco nero creato nell'LHC sarebbe relativamente a riposo, e ci sarebbe una probabilità su 105 che non raggiunga la velocità di fuga terrestre; nel caso la velocità del minibuco nero fosse minore della velocità di fuga della Terra verrebbe catturato dal campo gravitazionale terrestre e dopo un po' di tempo interagirebbe lentamente con la materia e acquisterebbe sempre più massa fino a inghiottire la Terra. Questo a patto che la radiazione di Hawking non esista perché se esistesse allora il mini buco nero evaporerebbe e non ci sarebbe pericolo.
Per quanto riguarda la radiazione di Hawking la sua esistenza non è stata ancora verificata e quindi potrebbe anche non esistere. Se non esistesse i mini buchi neri creati sarebbero stabili e potrebbero distruggere la Terra. Tuttavia, afferma il fisico Landsberg, anche se Hawking sbagliasse il mini buco nero divorerebbe la materia così lentamente che per divorare un milligrammo ci vorrebbe più dell'età dell'universo .
Tuttavia, anche se la maggior parte degli scienziati ritiene che non ci sia nessun pericolo, non tutti sono d'accordo con questa affermazione. Secondo lo scienziato tedesco Rossler i mini buchi neri potrebbero nella peggiore delle ipotesi inghiottire la Terra in 50 mesi. Walter Wagner e Luis Sancho hanno citato in giudizio presso una corte delle Hawaii il Cern, il Fermilab di Chicago e il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti che hanno partecipato alla costruzione dell'acceleratore.
Gli scienziati del CERN, come ad esempio l'italiano Michelangelo Mangano, hanno rivisto ed aggiornato la valutazione dei rischi del 2003 producendo una nuova valutazione dei rischi nella quale hanno ribadito che non c'è nessun pericolo perché:
- Per quanto riguarda i buchi neri, essi non sarebbero una minaccia infatti:
- Evaporerebbero in 10-27 sec. a causa della radiazione di Hawking
- Se non evaporassero, questo vorrebbe dire che la meccanica quantistica è errata e ciò è altamente improbabile
- Pur ammettendo che alcuni mini buchi neri potessero non riuscire a raggiungere la velocità di fuga terrestre, sostiene che, anche se non evaporassero, i mini buchi neri ci metterebbero tempi enormi (tipo 1011 anni) per inghiottire la Terra.
- Inoltre se i buchi neri prodotti dal LHC fossero una minaccia, allora le stelle di neutroni vivrebbero al massimo 100 milioni di anni. Sono state osservate invece stelle di neutroni con più di un miliardo di anni di età. Dunque la probabilità che venga distrutta la Terra è molto bassa, all'incirca 1 su 1022.
- Per quanto riguarda gli strangelet non sarebbero una minaccia perché:
- E' improbabile che gli strangelet creatisi siano carichi negativamente (poiché il numero di quark strange è minore del numero di quark down e di quark up)
- Pur ammettendo che si potessero creare all'LHC alcuni strangelet abbastanza lenti da non rompersi e che siano quindi liberi di crescere, non sarebbero una minaccia perché:
se i raggi cosmici generassero strangelet lenti e intrappolati nel campo magnetico galattico, finirebbero in nuvole di gas e dentro le stelle. Le frequenze di esplosioni simili a quelle delle stelle di neutroni lo smentiscono.
man mano che cresce la densità di energia, diminuisce la probabilità che si generino strangelet. Dunque non si potrebbero generare all'LHC.
per quanto riguarda i monopoli magnetici non sarebbero una minaccia perché:
la Terra viene costantemente colpita da raggi cosmici di energia anche enormemente superiore a quella dei fasci di LHC, senza che ciò causi alcun danno.
idem per il decadimento del falso vuoto.
Alla fine, molti sono i dubbi su quello che sarà il risultato del primo esperimento. L'uomo non pone limiti alla ricerca scientifica e alla sua curiosità e spesso sbaglia dando luogo a eventi catastrofici (vedi Chernobyl). Speriamo che non avvengano disastri...
Ringrazio wikipedia per le informazioni tecniche.
Chi vuole seguire le notizie e (forse) l'esperimento, puo' andare sul sito http://webcast.cern.ch/index.html
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