- A BOTTLE TO BANG - ITA SubTitle
Questa piccola bombola di idrogeno ad alta pressione
e' l'inizio della piu grande e potente
catena di acceleratori del mondo,
terminante nello spettacolare LHC,
il grande collisore di hadroni del CERN
Gli atomi di idrogeno che si trovano in questa bombola
vengono iniettati, in quantita accuratamente controllate,
all'interno della camera sorgente di un acceleratore lineare
il CERN Linac 2
qui gli elettroni vengono strappati via dai nuclei,
i nuclei sono protoni, aventi una carica positiva,
pronti per esser accelerati da un campo elettrico.
Il lungo viaggio dei protoni verso le collisioni ad altissime energie,
simili a quella presenti pochi istanti dopo il Big Bang,
puo cosi avere inizio.
Il LINAC2 e' il primo anello della catena di accelerazione,
quando i protoni escono dal Linac2
essi viaggiano gia a un terzo della velocita della luce (50MeV)
E' a questo punto che il fascio di protoni
entra all'interno del Booster
il secondo anello della catena acceleratrice.
Per massimare l'intensita' del fascio, i pacchetti di protoni
vengono divisi in 4 parti, uno per ogni anello del Booster.
Una accelerazione lineare sarebbe qui impraticabile,
per questo motivo il Booster e' circolare: 157 metri di circonfenza.
I pacchetti vengono accelerati grazie a piu giri
all'interno dell'acceleratore.
utilizzando un campo elettrico pulsante x fornire spinte successive,
proprio come fa un bambino in altalena.
I magneti esercitano una forza perpendicolare alla direzione dei protoni,
potenti elettromagneti vengono utilizzati per deviare il fascio
in modo che resti all'interno dell'anello accelerazione.
Il Booster non solo accelera i protoni
fino al 99.6% della velocita' della luce
ma compatta anche i protoni in piccoli pacchetti.
Rimessi insieme i 4 pacchetti, essi vengono inviati all'interno del
PS: Protone Sincrotrone, il terzo anello della nostra catena.
Seguiamo ora il viaggio di due di questi pacchetti di protoni.
Il Protone Sincrotrone e' lungo 628 metri di circonferenza
e fa circolare i protoni al suo in terno per 1,2 secondi
fino a farli raggiungere il 99.9% della velocita' della luce
E' qui che si raggiunge un punto di transizione critica:
punto in cui l'energia aggiunta ai protoni attraverso
le spinte successive dei campi elettromagnetici
non viene piu tradotta in un aumento di velocita'
poiche essi si trovano vicino alla velocita' limite della luce
Tuttavia, l'energia aggiunta si manifesta
come un incremento di massa dei protoni.
In poche parole, i protoni,
non potendo andare piu veloci diventano piu pensanti.
La microscopia energia cinetica di ogni protone
viene misurata in elettron-Volt
e ora l'energia di ogni protone e' di 25 Giga elettron Volt
o, piu brevemente, 25 GeV
I protoni sono ora 25 volte piu pesanti
rispetto al loro stato di quiete.
I pacchetti di protoni vengono cosi incanalati
nel quarto anello della catena di acceleratori,
il CERN SPS, Super Protone Sincrotrone
un grande anello di 7 km di circonferenza
costruito appositamente per ricevere protoni a 25GeV
e portarli fino alla energia di 450GeV
In poco tempo i protoni raggiungono l'energia necessaria
per esser iniettati dentro il gigantesco acceleratore di adroni
LHC, costruito tra le montagne del Jura e le Alpi
a meta' tra il territorio francese e quello svizzero
LHC si trova in profondita', (100m) ha una circonferenza di 27km
LHC e' composto da 2 tubi a vuoto, atti a contenere
due fasci di protoni viaggianti in direzioni opposte
Utilizzando iniettori ultrasofisticati
per sincronizzare i pacchetti entranti
con quelli che gia' stanno circolando nell'acceleratore
uno dei due tubi viene riempito con i protoni
che circoleranno in senso orario
l'altro con protoni che circoleranno in senso antiorario.
I due fasci, viaggianti in direzioni opposte,
si incrociano nelle quattro caverne dei rivelatori
e' qui che e' resa possibile la loro collisione
Per questa ragione, l'energia finale della collisione
e' doppia rispetto a quella dei singoli protoni.
ed e' il frutto di questa collisione che viene
raccolto/tracciato dai rivelatori.
Per mezz'ora, l'SPS inietta protoni all'interno di LHC
alla fine, ci saranno in totale 2808 pacchetti circolanti.
E' a questo punto che LHC incrementa l'energia dei protoni
la cui velocita' e' ora vicinissima a quella della luce:
essi percorrono i 27km dell'anello, 11mila volte al secondo
e a ogni giro ricevono dai campi elettromagnetici (RF)
una energia via via maggiore.
Al termine di questo processo,
ogni protone ha una energia di 7000 GeV (7TeV)
ed e' 7000 volte piu massivo rispetto allo stato di quiete
La forza necessaria per tenere il fascio in traiettoria
e' talmente grande che occorrono 1200 ampere
per alimentare gli elettromagneti.
Questo e' possibile perche'
raffreddando LHC alla temperatura piu bassa nell'universo
i suoi magneti diventano superconduttori
I protoni sono ora pronti per collidere all'interno dei rivelatori:
I Magneti deviano i due fasci in modo che vadano in collisione.
L'energia totale di due protoni in collisione dentro LHC
e' di 14 TeV, e riproduce condizioni simili
a quelle presenti pochi istanti dopo il Big Bang.
Le tracce delle particelle generate nella collissione
vengono analizzate dai computer connessi ai rivelatori
ed e' l'analisi di queste tracce che ci permette
di fare nuove scoperte sull'origine del nostro Universo:
Come si e' evoluto? Quale e' il suo stato attuale?
Come sara' nel futuro?
Italian-Subtitles by Luigi Gallerani