Cern, esperimento riuscito. Ecco il racconto

Ore 10,20, Via Celoria, Dipartimento di Fisica dell'università di Milano due fasci di protoni cominciano a percorrere l'intero anello di 27 chilometri del Cern. I 1700 grandi magneti superconduttori, che spingono le particelle e curvano la loro traiettoria non sono carichi al massimo (0,7 Tesla), ma possono arrivare a 8,3 Tesla. Niente collisioni previste oggi ma solo giri completi dei due fasci di protoni in opposte direzioni. Il motore Lhc, in pratica, comincia oggi il suo rodaggio.

Infatti, le uniche collisioni registrate oggi al Cern di Ginevra sono state quelle tra bicchieri di cristallo moderatamente pieni di spumante. Tanto per salutare il buon funzionamento di una delle più complesse macchine mai create, finora, dal genere umano: 27 chilometri di tunnel criogenico, allo zero assoluto, sottovuoto, dotato di 1700 grandi magneti per curvare e accelerare i fasci di particelle che vi girano 1200 volte ogni secondo. E quattro grandi rivelatori di collisioni, di cui l'Atlas, più grande di una cattedrale come Notre Dame.

Nel cuore di Atlas sta il rivelatore a pixel , un apparato sensoriale ultrapreciso creato dai fisici dell'Università di Milano. E il loro gioiellino, frutto anche di collaborazioni con Ibm (chip in silicio) e con altri atenei europei, ha funzionato a dovere. Alle 10,40, sull'email di Laura Perini, docente del Dipartimento di Fisica di via Celoria, piove la prima immagine, in assoluto, di Atlas in funzione, con i suoi segnali verdi di protoni piovuti sul rivelatore dal tubo sottovuoto, precisi al millesimo di millimetro.

Un successo tecnologico, quello di oggi nel grande laboratorio dei fisici, nemmeno più definibile come europeo (20 nazioni partecipanti, 6 miliardi di euro e vent'anni di lavoro per costruire l'Lhc). Ma non ancora un evento scientifico. «L'anello, oggi, ha dimostrato che funziona, e senza intoppi spiega Stefano Forte, docente di fisica teorica ma sta ancora lavorando a bassa energia, a soli 0,7 Tesla. Quando arriverà a regime, dai 4 Tesla fino a 8, e avverranno le vere collisioni tra fasci protonici controrotanti, si comincerà a lavorare sul serio».

La previsione è per metà ottobre, forse in occasione dell'apertura ufficiale dell'Lhc, presenti capi di stato di tutta Europa. E Nicholas Sakozy ha già assicurato la sua presenza, evidentemente non ha alcun timore del mitico mini-buco nero paventato da alcuni, e mangiatore del Cern, e poi del pianeta e forse dell'Universo.

Di sicuro, da ottobre in avanti, i fisici di tutto il mondo si sentiranno un po' meno ignoranti. Negli ultimi vent'anni, infatti, questa disciplina ha accumulato più domande che risposte. Ha scoperto che, via materia oscura e energia oscura, non conosciamo la natura di oltre il 90% di ciò che forma l'universo. Ha scoperto che il suo modello standard di descrizione di ciò che sta dentro il mondo subatomico tiene, ma è ancora fragile, forse persino fuorviante.

Il modello standard della fisica subatomica, con i suoi quark, leptoni, gluoni e bosoni, è infatti come una buona fotografia di un classe scolastica. Le facce ci sono tutte, salvo una, il misterioso bosone di Higgs, quello che dovrebbe spiegare la "massa" della materia, e quindi la forza di gravitazione.

Le altre facce della classe sono tutte dai lineamenti ben nitidi, ben misurati, confermati da migliaia di esperimenti. E se a ciascun "alunno" chiedi informazioni indirette sul misterioso "compagno Higgs lui te le dà, esattamente nei canoni previsti dal modello teorico.

Eppure questa faccia non si trova, e finora l'energia delle collisioni, ovvero le martellate che riusciamo a tirare sui nuclei atomici per spaccarli, sono state troppo deboli per farlo saltare fuori (e quindi misurarlo, e capire come si incastona questa piccola perla dentro le ostriche atomiche ). Ecco quindi l'Lhc, con la sua potenza vicina a quella del big bang primordiale. O la perlina salta fuori, oppure saltano fuori (anche prima) tante perline ancora più piccole (le particelle minuscole della teoria supersimmetrica) e poi lui (o cinque versioni di lui). Oppure non salta fuori niente. E anche questa è una grande informazione scientifica.

«Nessuno sa se dietro quel buco nel modello standard ci sia solo una faccia oppure sia magari l'imboccatura di un cunicolo, un pozzo che ci potrebbe portare a una visione completamente nuova, e inattesa della fisica e della realtà in cui viviamo», ammette Forte.

La prima strada, che Higgs salti fuori subito, senza tirare il collo all'Lhc, è la più facile ma in fondo la più noiosa. Confermerebbe il modello standard ma senza aprire nuovi spazi di ricerca. Forse darebbe qualche indizio sulla materia oscura, finora intravista solo da anomalie intergalattiche. Ma poco di più.

Se invece saltano fuori, prima o insieme, le conferme della teoria supersimmetrica (che corregge la fragilità del modello standard se lo si analizza a energie più elevate di quelle della nostra vita normale) allora cambia tutto: «si spalancherà un campo di ricerca entusiasmante spiega Forte in cui potremo forse capire se esistono altre dimensioni rispetto alla nostra, e farci un'idea dell'universo, e della sua energia, molto più profonda».

Se invece non succederà niente saranno anni e anni di notti in bianco a studiare collisioni e parametri, e infine la constatazione che la ricerca in fisica delle particelle e teorica moderna forse deve ripartire da zero, o quasi.

Nessuno lo sa cosa avverrà nei prossimi mesi e anni all'Lhc. La porta è aperta, però, e migliaia di centri scientifici di tutto il pianeta avranno accesso, tramite la superpotente rete a larga banda Grid, ai dati degli esperimenti in tempo reale. Decine di migliaia di menti studieranno i dati, calcoleranno parametri, cercheranno la firma di Higgs o di un gluino o leptino supersimmetrico. Si faranno altre domande, fino a che non cominceranno, in un modo o in un altro, ad arrivare le risposte.

Per gentile concessione di Giuseppe Caravita, giornalista
de "il sole 24 ore". Articolo tratto da qui