La Nuova Sardegna

di MASSIMO CARPINELLI *

È iniziato il nuovo corso della macchina più potente mai costruita dall'uomo. Nei giorni scorsi è stato dato il via al Cern di Ginevra la nuova campagna di presa dati, dopo il potenziamento dell'acceleratore. Durerà almeno tre anni e porterà informazioni importanti sulla natura della materia oscura e sulla fisica oltre il Modello standard. I fisici ci scommettono.

Il Modello standard è la teoria di riferimento per descrivere tutte le interazioni tra particelle fondamentali. Il Modello, pur essendo verificato sperimentalmente, lascia aperti ancora molti interrogativi sulla struttura dell'Universo, in particolare non spiega la struttura della cosiddetta materia oscura, che si pensa essere molto più abbondante nell'Universo della materia ordinaria, e che però non è stata mai osservata sperimentalmente. Lungo l'anello di 27 km del Large Hadron Collider (Lhc), il superacceleratore del Cern di Ginevra, i quattro giganti della fisica, Atlas, Cms, Alice e LhCb, cominciano adesso a raccogliere stabilmente i dati prodotti nelle collisioni tra protoni accelerati all'energia record di 13.000 miliardi di elettronvolt (13 TeV), quasi il doppio di quella che ha permesso, nel 2012, di svelare il bosone di Higgs. Un’energia mai raggiunta prima in laboratorio, alla quale da ora l'acceleratore e i rivelatori lavoreranno a regime per i prossimi tre anni di attività.

Nella beam pipe, la “pista magnetica” a circa 100 metri di profondità al confine tra Francia e Svizzera, “treni” di pacchetti di protoni corrono quasi alla velocità della luce, circolando in direzioni opposte, guidate da potenti magneti superconduttori, e scontrandosi in corrispondenza degli esperimenti.

C'è grande eccitazione per questa nuova stagione di Lhc (il Run2), non solo tra i ricercatori, tecnici e ingegneri che lavorano a Lhc, tra cui circa 1500 italiani, coordinati dall’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), ma all'interno della comunità mondiale della fisica delle particelle. Grazie ai dati che saranno raccolti nei prossimi tre anni, si aprirà, infatti, una nuova finestra sull'universo subnucleare.

L'impegno che gli Stati membri del Cern e la comunità scientifica internazionale hanno dedicato per decenni all'impresa è ora coronato da questa nuova conquista scientifica e tecnologica di Lhc, in cui l'Italia ricopre un ruolo di primo piano. Gli scienziati sono abituati a lavorare ai confini della conoscenza, i fisici lo sanno bene, soprattutto dopo aver messo le mani, alla fine di una caccia durata mezzo secolo, sull'ormai famoso bosone di Higgs: una scoperta che, lungi dal rappresentare un punto di arrivo per la fisica moderna, è un vero e proprio portale verso la Nuova fisica, oltre il cosiddetto Modello standard. La scoperta, una delle più importanti del secolo, coronata dal premio Nobel, è frutto di un progetto nel quale ha avuto un ruolo fondamentale Guido Tonelli, già docente di Fisica nell'ateneo di Sassari.

Come bambini che si divertono a smontare i giocattoli per vedere come sono fatti dentro, i fisici cercano di carpire i segreti più intimi della materia “spaccandola”, negli scontri tra protoni. E, nel loro spingersi nell'infinitamente piccolo, compiono anche un balzo indietro nel tempo di più di tredici miliardi di anni. Fino ai primi vagiti dell'universo, quando il cosmo era costituito solo da una “zuppa” incandescente e densa di quark e gluoni. Questo avviene perché nelle collisioni dei protoni di Lhc si riproducono le condizioni della materia a frazioni infinitesime di secondo dopo il Big Bang.

La Nuova fisica che ci aspetta oltre il Modello standard, la teoria che oggi descrive nel modo più efficace le particelle e le interazioni tra loro, potrebbe essere fatta di dimensioni spaziotemporali nascoste, arrotolate su se stesse. O di uno zoo di particelle supersimmetriche capaci, fra l'altro, di spiegare la natura della cosiddetta materia oscura. Avere osservato il bosone che dà la massa a tutto ciò che ci circonda, esseri umani compresi, in un certo senso equivale a essersi arrampicati sulla coffa dell'albero maestro di una nave e, stando di vedetta, aver intravisto la silhouette di una terra ignota. Siamo all'inizio di una nuova avventura della conoscenza. I prossimi risultati attesi da Lhc, infatti, influenzeranno i percorsi che la ricerca fondamentale dovrà seguire negli anni a venire.

Non sappiamo quali saranno i risultati finali di queste ricerche, di sicuro sappiamo tuttavia che i risultati ottenuti andranno a beneficio di tutta l'umanità. Come è successo in passato quando dalle ricerche di base nella fisica fondamentale sono venute applicazioni che vanno dalla diagnostica medica, all'elettronica, al computing alla stessa Internet.

* Rettore dell’Università

di Sassari