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LHC - L'acceleratore di particelle del Cern (Higgs c'è: lui o chi per lui!))


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  • 1 anno fa...

Ehm, scusate la fretta ma vi sto scrivendo da un buco nero... :mrgreen: Per cui mi limito ad un po' di copia incolla :)

http://www.youtube.com/watch?v=oHx0CWmJiuU&feature=player_embedded

Collisione record al Cern, ad un passo dal Big Bang

Wednesday 31 March 2010

GINEVRA - All’acceleratore di particelle LHC del CERN di Ginevra due fasci di protoni sono entrati ieri in collisione a una energia di 7 Tev dando ufficialmente l’avvio al programma di ricerca di LHC e stabilendo un nuovo record del mondo di energia.

Ora i fisici delle particelle si preparano a vedere i segnali della nuova fisica. LHC comincia effettivamente il suo primo lungo periodo di funzionamento a un’energia 3 volte e mezzo superiore a quella mai raggiunta in un acceleratore di particelle.

“Queste collisioni – ha commentato il presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, il professor Roberto Petronzio - inaugurano una stagione di raccolta e analisi dei dati, che sarà determinante per le scelte future sulle infrastrutture e gli esperimenti di fisica delle particelle nel mondo.”

Lanciati l'uno contro l'altro a energie mai raggiunte prima nella storia, i protoni si sono disintegrati dando vita a spettacolari fontane di particelle ancora più piccole ed elementari di quelle che compongono gli atomi. La loro comparsa sui monitor del centro di ricerche di Ginevra - dopo una notte insonne di lavoro e due tentativi andati a vuoto in mattinata - è stata accompagnata da un'esplosione di gioia e una pioggia di spumante.

Da questo cilindro delle meraviglie che sono i protoni liberi della loro scorza, gli scienziati del Cern con gli occhi cerchiati dalla stanchezza sperano ora di pescare nuove componenti della materia. E dopo vent'anni di lavori per realizzare il "Large Hadron Collider", l'acceleratore di particelle più grande e potente del mondo, nessuno dei 5mila fisici del Cern ha rinunciato ieri a dire la sua sull'origine dell'universo, la natura del Big Bang, le dimensioni che compongono il cosmo, le caratteristiche della materia oscura.

Tutti misteri cui gli esperimenti dell'acceleratore di particelle dovrebbero dare una risposta, e che sembravano da ieri più a portata di mano. Insieme alle grandi questioni sul nostro universo, i ricercatori hanno iniziato a dare la caccia anche al bosone di Higgs. La famosa "particella di Dio" prevista da tutte le teorie sulla natura della materia, ma sulla quale nessuno scienziato è ancora riuscito a posare i suoi occhi, potrebbe nascondersi fra i miliardi di schegge prodotte dalle collisioni del Cern.

Anche se l'inseguimento sarà lungo, ieri per i fisici riuniti nelle varie "control room" in cui è suddiviso il più enorme esperimento scientifico del mondo, è stato un giorno di entusiasmo. I due fasci di protoni avevano iniziato a circolare nella notte nel tunnel sotterraneo di 27 chilometri raffreddato a meno 271 gradi, praticamente il punto più freddo dell'universo. Ma prima il malfunzionamento di uno dei 9600 magneti incaricati di accelerare e guidare il tragitto delle particelle, poi un calo di tensione della rete elettrica francese causato da un temporale hanno mandato a monte il primo tentativo di collisioni ad altissima energia (7 teraelettronvolt, 3,5 volte il record precedente appartenuto al laboratorio rivale di Chicago, Fermilab).

Le collisioni andranno avanti ora in maniera regolare fino alla fine del 2011. I circa 5mila fisici del Cern, di cui circa 500 italiani e appartenenti all'Istituto nazionale di fisica nucleare, si daranno il turno notte e giorno davanti ai loro esperimenti.

DALLE COLLISIONI ALLE SCOPERTE: IL LAVORO A GINEVRA (E NEL MONDO) NEI PROSSIMI MESI

• Le collisioni di protoni a 7 TeV provocheranno miliardi di eventi al secondo dentro i rivelatori degli esperimenti di LHC, con particelle che si formano e decadono in enorme quantità

• Dentro ogni esperimento, in contemporanea con gli eventi, inizia la selezione e la “pulizia” dei dati: LHC ha infatti cento milioni circa di “canali” che registrano il passaggio di particelle

• Questa è la fase del “trigger”: è il primo setaccio per arrivare a selezionare solo i segnali più interessanti. In questa prima fase oltre il 95 per cento dei segnali viene cancellato.

• Il primo “setaccio”, il primo livello di selezione avviene dentro gli esperimenti: Qui la configurazione elettronica decisa dai fisici cancella tutto il rumore di fondo degli eventi attesi e non interessanti.

• Il secondo e terzo “setaccio” avviene nelle sale sperimentali dove delle “farm” di calcolatori compie una ulteriore selezione.

• Una volta usciti da questi tre colpi di setaccio i dati, ormai ridotti a meno dell’1 per cento di quelli generati dalle collisioni, vengono spostati al TIER zero del CERN, dove vengono suddivisi per tipo di evento sulla base di modelli predeterminati.

• I modelli sono realizzati sulla base di simulazioni fatte negli scorsi anni dai fisici. Si sono costruiti schemi che definiscono come dovrebbe essere un certo evento (tipo di particelle che compaiono, direzione, energia eccetera) per essere individuato come la comparsa di una certa nuova particella: ad esempio il bosone di Higgs o una particella supersimmetrica eccetera

• Una volta selezionati i dati a seconda del tipo di evento, questi vengono mandati al primo livello della GRID, cioè all’insieme di centri di calcolo distribuiti in tutto il mondo. Si tratta di 11 strutture di supercalcolo: una in Italia, a Bologna (presso il CNAF dell’ Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) , quindi 2 in USA, 1 in Canada, 1 a Taipei e 6 in Europa. Questi centri hanno il compito di immagazzinare e distribuire ulteriormente ad altri centri in GRID i dati per le analisi.

• Inizia a questo punto il lavoro capillare di analisi per capire se i dati mostrano una scoperta. Sono analisi che possono durare 3 mesi o 3 anni. A deciderlo, a parte il differente grado di complessità, è la rarità o meno dell’evento. Per sapere se si è davvero fatta una scoperta, occorre che un certo evento (la comparsa di particelle di un certo tipo) si verifichi in LHC per un certo numero di volte. Se l’evento è raro (ad esempio, accade mediamente solo una volta ogni sei-sette giorni di lavoro dell’acceleratore) occorrerà che si ripeta un numero sufficiente di volte per poter capire se i dati sono affidabili o meno.

• Una volta che la quantità di dati e la loro analisi danno ai fisici una ragionevole certezza di essere davanti a una scoperta, si mette in moto il meccanismo abituale nella comunità scientifica: un paper (un articolo scientifico) viene sottoposto a una rivista scientifica autorevole per essere valutato e reso pubblico.

Collisione record al Cern, ad un passo dal Big Bang*-*Il Mediterraneo. Portale di informazione di 24 paesi e 450 milioni di persone*-*Il Mediterraneo. Portale di informazione di 24 paesi e 450 milioni di persone*-*Il Mediterraneo. Portale di informaz
È un Big-Bang in miniatura quello che i fisici del Cern hanno riprodotto nell'Lhc, il più grande acceleratore di particelle mai costruito dall'uomo che corre a 100 metri di profondità sotto il confine franco-svizzero alle porte di Ginevra. I due raggi di protoni ad altissima velocità che giravano da alcune settimane nell'anello di 27 chilometri e mantenuto a – 271°C sono stati fatti finalmente scontrare all'energia record di 7 TeV (trilioni di elettron Volt), in un evento mai osservato prima in nessun laboratorio. Il record è arrivato dopo una mattinata piena di nervosismo per i due primi tentativi di collisioni tra i fasci andati a vuoto, prima per un salto di corrente, poi per l'attivazione del nuovo sistema di sicurezza. Alle 13.06 i due fasci di protoni sparati ognuno a 3,5 TeV si sono finalmente scontrati producendo una serie inedita di prodotti di collisione, dei veri e propri "fuochi artifciali" che hanno lasciato a bocca aperta i ricercatori.

"Quando abbiamo visto le prime collisioni – spiega Fabiola Gianotti, responsabile dell'esperimento Atlas, uno dei quattro rivelatori collocati lungo l'anello di Lhc - è stato immediatamente chiaro che ci stavamo confrontando con livelli di energia mai visti prima". Lhc, la cui costruzione è stata avviata nel 1991 ed è costato oltre otto miliardi di euro, con l'esperimento di oggi ha suprarto di oltre tre volte la potenza del Tevatron, l'acceleratore statunitense che raggiunge appena i 2 TeV. Il compito dei fisici, che con questi esperimenti mirano a riprodurre le prime fasi dell'Universo e ad aprire le porte a una nuova fisica, va detto subito che non era semplice. "A queste energie – spiega Steve Myers, direttore degli acceleratori e della tecnologia del Cern – allineare due fasci di protoni è come far scontrare due aghi sparandoli dalle sponde opposte dell'Altantico". [...]

Al Cern un Big-Bang in miniatura, collisione record - Il Sole 24 ORE
Le prime collisioni di particelle ad un'energia mai finora raggiunta artificialmente sono state ottenute nel superacceleratore Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra.Viaggiando ad una velocita' vicina a quella della luce, i protoni si sono scontrati all'energia di 7.000 miliardi di elettronvolt (7 TeV) nell'anello da 27 chilometri dell'Lhc, aprendo la possibilita' di scoperte capaci di rivoluzionare la fisica.

I fasci di particelle hanno prima cominciato ad allinearsi e a sincronizzarsi, sempre piu' vicini, fino a sovrapporsi perfettamente e finalmente sono arrivate le collisioni nei quattro grandi esperimenti dell'acceleratore, accompagnate applausi fragorosi, grida di gioia, salti. Ovunque nelle sale di controllo del Cern l'entusiasmo e' alle stelle. "Siamo sulla soglia di un nuovo mondo": per i fisici che lavorano al più grande e potente acceleratore di particelle del mondo è cominciata un'avventura che lascerà il segno nella conoscenza dell'universo e delle leggi che lo regolano. Quasi 20 di attesa per un risultato straordinario, che per il direttore generale del Cern, Rolf Heuer, e per il direttore scientifico, Sergio Bertolucci, ha meritato un brindisi con un vino rosso del 1991, anno in cui è stato firmato il progetto dell'acceleratore.

"La cosa più eccitante che abbiamo davanti a noi è scoprire l'ignoto", ha detto Bertolucci in collegamento con la conferenza stampa organizzata al Cern dopo le collisioni. Per tutti oggi a parlare è l'emozione. "Sono senza parole", ha detto il direttore dell'Lhc, Steve Myers. "Sono emozionato e felice, l'avvenimento di oggi è una pietra miliare nella fisica". Anche alla coordinatrice dell'esperimento Atlas, Fabiola Gianotti, le prime collisioni hanno provocato "un'emozione così intensa da lasciare senza parole. E' stato un momento fantastico e l'Lhc è un oggetto fantastico: è una tecnologia complessa, ma dietro ha tante persone e moltissimi giovani, e soprattutto per loro questo è stato un giorno memorabile". Oggi, ha aggiunto, "é un punto di arrivo e di partenza per macchina di tecnologia e complessità senza precedenti che apre una fantastica era per l'esplorazione della fisica". "Sapevamo che oggi avremmo visto qualcosa di diverso, era accaduto tante volte nelle simulazioni, ma vederlo davvero è stato completamente diverso", ha detto il coordinatore dell'esperimento Cms, Guido Tonelli. "D'ora in poi - ha aggiunto - ogni momento è buono per una scoperta".

DIRETTORI, MOMENTO FANTASTICO PER LA SCIENZA - ''E' un momento fantastico per la scienza, comincia una nuova era di scoperte'', ha detto entusiasta il direttore generale del Cern, Rolf Heuer, in collegamento dal Giappone con il Cern di Ginevra. Dopo le prime collisioni avvenute all'interno del Large Hadron Collider (Lhc), Huer si e' collegato con Ginevra insieme col direttore scientifico del Cern, Sergio Bertolucci. ''Avete fatto un lavoro incredibile'', hanno detto i due direttori a fisici, ingegneri e tecnici che da 16 anni lavorano alla preparazione della gigantesca macchina. Le collisioni avvenute oggi, ha detto Heuer, ''sono un evento estremamente significativo, un passo in avanti non solo per la fisica delle particelle e per la comprensione del microcosmo, ma per l'astrofisica e la comprensione dell'universo''.

Per Heuer la ricerca che l'Lhc rendera' possibile ''non soltanto portera' la scienza a capire da dove veniamo e come si evolvera' l'univero, ma sara' di aiuto nell'educare i giovani alla scienza e potra' convincere a investire di piu' nella scienza sia il mondo dei privati sia l'accademia''. Quanto ai piccoli incidenti che oggi hanno fatto rinviare due volte il momento delle collisioni, il direttore generale ha detto che l'Lhc ''e' una macchina completamente nuova e non e' una sorpresa se le cose non funzionano al primo tentativo. E' assolutamente normale non avere collisioni al primo tentativo, ricordiamo la lezione del settembre 2008'', ha aggiunto riferendosi al guasto che aveva costretto la macchina a una lunga pausa a pochi giorni dall'inaugurazione. ''Questa volta - ha detto - abbiamo identificato immediatamente il problema e sono fiducioso che non ci saranno rischi di alcun tipo''. Per Bertolucci oggi e' stato fatto ''un passo in avanti senza precedenti nella ricerca fondamentale, un passo nell'ignoto alla scoperta di cose completamente nuove, come la materia oscura, l'esistenza di nuove dimensioni o qual e' l'origine della massa''

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  • 2 settimane fa...



"STIAMO VEDENDO LE PARTICELLE DI RUBBIA"
Mercoledì 14 Aprile 2010 13:43


"Stiamo vedendo le particelle che Rubbia e gli altri fisici videro per la prima volta quasi trenta anni fa. Questo significa che LHC funziona bene". Speranza Falciano, direttrice della sezione Roma1 dell'INFN e impegnata nell'esperimento ATLAS, racconta così questi giorni di collisioni a bassa lumonisità ma già importanti. Speranza Falciano ricorda un vecchio motto dei fisici: "quello che ieri era scoperta, oggi è misura e domani sarà rumore di fondo". Un modo di dire che racconta bene l'evolvere della ricerca assieme alla tecnologia.

"Tra pochissimo, un paio di giorni, i fasci saranno strizzati fino a circa 2 metri e la luminosità aumenterà molto - spiega ancora Speranza Falciano - questo significa avere moltissimi eventi in più, con una frequenza superiore ai 200 eventi al secondo. La rete che registra e trasmette i dati inizierà a ricevere dalla macchina dati selezionati duramente perché altrimenti non ce la farebbe a incamerare tutto. Passeremo da una registrazione di tutto ciò che accade a
una scelta molto meticolosa. Ma è questa la fisica che vogliamo fare"
LHC - Italia | Home Modificato da J-Gian
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  • 5 mesi fa...

Intanto vi comunico che da fine 2011 ad inizio 2013 tutti gli acceleratori del CERN saranno fermati per upgrade tecnici, tra questi quello che permettera all'LHC di lavorare a 14 TeV...

Per cu non si potrà accusarlo di esser causa della fine del mondo... :mrgreen:

Scoperta Cern: forse è materia big bang

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ROMA - L'acceleratore di particelle piu' grande del mondo mantiene le sue promesse: a nemmeno sei mesi dalle prime collisioni, il Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra ha prodotto qualcosa di ''mai visto prima'', come hanno detto i fisici. Ci sono piu' ipotesi sul tappeto, ma la piu' affascinante e suggestiva e' che sia stato prodotto qualcosa di molto simile alla materia primordiale comparsa nell'universo una manciata di microsecondi dopo il Big Bang. I dati (compresa l'ipotesi del plasma primordiale) sono stati presentati oggi in un seminario al Cern.

Dei quattro grandi esperimenti dell'acceleratore, a vedere il fenomeno nuovo e' stato il Cms (Compact Muon Solenoid), coordinato dall'italiano Guido Tonelli, dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). In questa fase la prudenza e' d'obbligo per i ricercatori: e' molto presto per capire esattamente di che cosa si tratta, ma nell'aria e' possibile che possa trattarsi di qualcosa di simile al plasma di quark e gluoni prodotto nei primi 20-30 microsecondi dopo il Big Bang.''E' solo una fra le cinque o sei ipotesi che stiamo esaminando - osserva Tonelli - e in questo momento sarebbe assolutamente prematuro trarre delle conclusioni. Possiamo dire che stiamo osservando un fenomeno nuovo, che intendiamo studiare in dettaglio''.

La risposta definitiva richiedera' ancora ''qualche mese'', ma per il presidente dell'Infn, Roberto Petronzio, si puo' dire fin da ora che ''l'Lhc e' ormai entrato in un'epoca in cui produce novita''' e che la fisica stessa e' entrata in un ''territorio sconosciuto''. L'effetto e' stato osservato nelle collisioni fra protoni e protoni prodotte all'energia di 3.500 miliardi di elettronvolt (3,5 TeV) per fascio (complessivamente 7 TeV). Misurando l'angolo con cui le centinaia particelle ''volano via'' dal punto della collisione, i ricercatori hanno scoperto che alcune di esse si comportano in modo anomalo, ''come se qualcosa le unisse, prima di separarsi in direzioni opposte: e' un effetto molto piccolo, ma e' certamente nuovo'', dice Tonelli.

Un fenomeno simile e' stato osservato finora solo nell'acceleratore Rhic (Relativistic Heavy Ion Collider), dei Laboratori statunitensi di Brookhaven, dove la miscela densa di quark e gluoni analoga alla materia prodotta subito dopo il Big Bang era stata ottenuta facendo scontrare ioni pesanti. Se l'evento osservato al Cern fosse analogo, significherebbe che il plasma di quark e gluoni e' stato ottenuto per la prima volta facendo scontrare protoni con protoni. Se nel caso di Brookhaven l'altissima temperatura prodotta dalle collisioni aveva fuso i nuclei e ottenuto la densita' liberando quark e gluoni, nel caso del Cern sarebbe stata l'altissima energia a produrre tante particelle da ottenere un'alta densita'.

Scoperta Cern, forse è materia big bang - Photostory Primopiano - ANSA.it

"Primo sguardo sulla materia del Big Bang"

Al Cern di Ginevra gli indizi sullo stato primordiale dell'Universo. Osservati "strani" gruppi di particelle: è il plasma di quark e gluoni?

BARBARA GALLAVOTTI

I grandi esperimenti legati all'acceleratore LHC al Cern di Ginevra - il Large Hadron Collider - si scaldano i muscoli, e lo fanno da giganti, inanellando un risultato dopo l'altro. L'ultimo annuncio è arrivato ieri, da parte dei ricercatori impegnati nell'esperimento CMS, uno dei quattro costruiti per studiare i risultati degli urti fra le particelle che si scontrano nel grande anello sotterraneo. Se confermato, il risultato potrebbe portarci indietro nel tempo fino ai primissimi istanti di vita dell'Universo, quando ancora non esistevano i nuclei degli atomi.

CMS è un colosso di 14 mila tonnellate, distribuite in un oggetto dal diametro di 15 metri e dalla lunghezza di 29. Per costruirlo ci sono voluti 16 anni e gli sforzi di una delle più grandi collaborazioni scientifiche mai create: vi lavorano 3100 scienziati, provenienti da 169 istituti di ricerca, distribuiti in 39 Paesi, e tra loro ci sono molti ricercatori italiani, a cominciare dal portavoce Guido Tonelli, che ha spiegato: «Ci possiamo solo attenere ai fatti e si tratta di qualcosa che non abbiamo mai visto prima». Come gli altri esperimenti connessi a LHC, anche CMS è stato costruito per rispondere a interrogativi di larghissimo respiro sulle origini e sulla natura dell'Universo e, in particolare, è dedicato a studiare gli scontri fra protoni accelerati ad altissima energia.

In questi urti i protoni generano una cascata di altre particelle, il cui numero è molto variabile: in genere si tratta di una ventina, ma possono essere anche molte decine. Concentrandosi su urti il cui risultato finale è pari a 100 o più particelle, i ricercatori hanno osservato che in questi casi alcune di esse tendono a distribuirsi in gruppi, dimostrano cioè di essere in qualche modo correlate. Una correlazione del genere era già stata osservata in passato in esperimenti svolti presso i laboratori di Brookhaven, negli Stati Uniti, dove però a scontrarsi non erano protoni ma nuclei di atomi di oro e, quindi, oggetti dotati di massa molto maggiore.

«Il fatto che il medesimo effetto osservato in scontri fra nuclei di oro si ritrovi anche in scontri fra protoni è di per sé interessante e si presta a molte diverse interpretazioni», spiega Sergio Bertolucci, direttore di ricerca del Cern. Ad esempio potrebbe essere un fenomeno dovuto alla natura dei quark, le particelle elementari che formano i protoni e tutti i nuclei atomici. Esistono però anche spiegazioni più ardite, nonostante i fisici esprimano la massima cautela.

Una di queste butta una sguardo addirittura ai primissimi istanti dopo il Big Bang.

A quell'epoca, secondo alcune teorie, per brevissimo tempo sarebbe esistito quello che i fisici chiamano un plasma di quark e gluoni. Oggi i quark non esistono allo stato libero, ma soltanto uniti tra loro a formare particelle più complesse. A fare da collante è la cosiddetta «forza forte», una forza fondamentale che può essere descritta come l'effetto di un incessante scambio fra i quark di altre particelle, chiamate appunto gluoni. Nella notte dei tempi sia i quark sia i gluoni avrebbero goduto di un’effimera libertà e per una frazione di secondo si sarebbero comportati come una goccia di liquido che esplode, espandendosi a incredibile velocità.

Un impercettibile lasso di tempo dopo, i quark si sarebbero trovati incatenati dai gluoni: una condizione che ha reso possibile il formarsi dei nuclei atomici e, nel corso di miliardi di anni, anche della materia che costituisce i nostri corpi. «Dal punto di vista sperimentale l'esistenza del plasma di quark e gluoni subito dopo il Big Bang non è mai stata completamente provata. I risultati dell'esperimento di Brookhaven, però, secondo alcune interpretazioni darebbero indicazioni in questo senso e, se così fosse, l'annuncio di CMS costituirebbe una ulteriore prova», spiega Antonello Polosa, fisico teorico all'Università di Roma La Sapienza.

È ancora presto per capire se il risultato di CMS apra davvero una finestra inedita sulle origini del cosmo. Ma è soltanto questione di tempo per avere nuovi indizi. Un altro dei grandi esperimenti connessi con LHC, «Alice», è stato infatti pensato proprio per studiare il plasma di quark e gluoni, e fra non molto sapremo che cosa ha da dire al proposito. E nel frattempo CMS continuerà a indagare, come pure l'esperimento «Atlas» che dei quattro connessi a LHC è il suo più diretto concorrente.

"Primo sguardo sulla materia del Big Bang"- LASTAMPA.it

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