LHC Collisioni a 7 TeV nuovo record

Con un suo comunicato, il CERN aveva reso nota la data dei primi tentativi di collisioni all’energia complessiva di 7 TeV (3,5 TeV per fascio), infatti proprio oggi 30 Marzo sono avvenute le tante attese collisioni, una data attesa e inseguita da quando la macchina, a fine febbraio, ha ripreso a funzionare dopo la pausa invernale. “Con due fasci a 3,5 TeV noi siamo alla vigilia del lancio del programma di fisica di LHC, ma ci resta da fare ancora un lungo lavoro prima delle collisioni, anche solo collimare i fasci è una impresa, è come lanciare due aghi da una parte e dall’altra dell’oceano Atlantico e farli scontrare a mezza strada” ha detto il direttore per gli acceleratori e la tecnologia, Steve Myers. Poco fa, due fasci di protoni sono entrati 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 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”, ha commentato il presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, il professor Roberto Petronzio.

Fonte | LHC Italia

LHC ottimismo e record di giri

LHC il grande acceleratore di particelle ha riaperto i battenti e si appresta così a riprendere da dove aveva iniziato cioè scoprire i segreti dell’universo. Nella notte tra il 20 e il 21 novembre i primi fasci di particelle hanno fatto il giro in direzioni opposte dell’anello di 27 km a Ginevra, tutto funziona perfettamente e si potrebbero già sperimentare le prime collisioni a bassa energia con 7-10 giorni di anticipo. Alle 21:55 di venerdì 20 novembre, un’affollatissima sala di controllo ha applaudito il primo vero successo dell’Lhc di quest’anno: i primi fasci di particelle hanno fatto il giro completo del grande acceleratore in poche frazioni di secondo. Fino ad oggi, infatti, il fascio di protoni è stato attivato in modo da percorrere singoli settori della macchina e non tutto l’anello lungo 27 chilometri.

Record di giri
Questo lavoro, che lo scorso anno aveva richiesto 10 ore di tempo, è stato compiuto in meno di due ore.
Dopo aver completato il primo giro completo dell’anello alle 20:36, i ricercatori del Cern hanno deciso di provare a migliorarne la qualità e mantenerlo il più possibile in circolazione. Questa operazione viene effettuata “catturando” il fascio di protoni con uno strumento chiamato Cavità Radiofrequenza che si trova al punto 4 dell’anello e accelera i fasci. L’intervento di cattura ha funzionato al primo colpo e, in pochi secondi, il fascio 1 ha raggiunto il record di 10 milioni di giri.

Cambio
Nella notte il fascio 1 è stato abbandonato e i tecnici del Cern si sono concentrati sul fascio 2, quello che “corre” in senso antiorario. Tutte le operazioni di immissione di particelle e i primi giri sono stati completati molto più velocemente di quanto ci si attendesse. Dopo 100.000 giri stabili, anche il fascio 2 è stato catturato dalla cavità Radio Frequenza.

Tutto pronto per gli scontri
A questo punto i fasci di protoni circolano nelle due direzioni stabilmente e gli esperimenti stanno procedendo registrando soltanto il passaggio dei fasci nei rivelatori (tecnicamente splash events).  Inoltre, si sta lavorando sulla cavità Radiofrequenza.
La prossima tappa importante sarà costituita dalle collisioni a bassa energia, attese tra circa una settimana. Ma nella testa del direttore per gli acceleratori, Steve Myers, non è escluso provare già a collidere a bassa energia (450 GeV)!

Euforia e ottimismo
“Al Cern respiriamo un clima molto positivo”, ha affermato il portavoce del Cern, James Gillies, ufficialmente nei prossimi giorni si tenterà di raggiungere l’energia di 1,2 TeV, un record per la fisica contemporanea, mentre a regime la macchina funzionerà all’energia di 7 TeV per fascio.

Fonte | Focus

LHC acceleratore torna a riscaldarsi

LHC (Large Hadron Collider) il gigante degli acceleratori del Cern di Ginevra dopo il guasto che lo ha fermato un anno fa,  promette di trovare finalmente il bosone di Higgs. Ecco una panoramica sulla situazione trovata in Focus.it a cura di Paola Catapano giornalista scientifica che lavora al Cern di Ginevra nell’ufficio comunicazione, a stretto contatto con gli scienziati che lavorano con l’LHC e ne analizzano i risultati.

Dopo quell’imprevisto adesso sono state eseguite tutte le riparazioni, e in modo scrupoloso perché gli scienziati non vogliono più correre rischi: sono stati sostituiti 53 magneti superconduttori (su un totale di oltre 1600), sono state riparate 200 interconnessioni elettriche (su 10 000 totali), sono stati puliti 4 km di tubo a vuoto, sono stati aggiunti un nuovo sistema di ancoraggio per impedire lo spostamento dei magneti e 900 nuove valvole di sfogo per eventuali fughe di elio. Ed è stato aggiunto perfino un nuovo sistema per i diagnosticare in anticipo eventuali problemi al sistema superconduttivo (Quench Detection System). Ora tutto è quasi pronto e in questi giorni, finalmente, l’acceleratore torna a riscaldarsi.

 A novembre parte l’esperimento, se tutto procede senza intoppi, si comincerà a iniettare protoni per avviare l’esperimento vero e proprio. La macchina opererà inizialmente a bassa energia (450 GeV, che dovrebbe raggiungere entro fine ottobre). In seguito, tra la fine di novembre e l’inizio di dicembre, l’energia aumenterà fino a 3,5 TeV. Questa è solo la metà dell’energia massima raggiungibile dall’Lhc, che non opererà a piena potenza fino al 2011, però è comunque un’energia 3,5 volte superiore a quella del Tevatron al Fermilab di Chicago, al momento l’acceleratore più potente in funzione. Ben presto, quindi, l’Lhc sarà in grado di effettuare le prime scoperte.

Gustatevi questo fantastico video in lingua italiana condotto da Tara Shears dell’University of Liverpool che ci spiega nel dettaglio cos’è LHC.

Tevatron acceleratore di particelle

 

Tevatron è un acceleratore di particelle situato a Batavia (Illinois) in America, precisamente in un terreno agricolo a circa 50 Km a ovest di Chicago in un laboratorio intitolato Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) per ricordare Enrico Fermi che a Chicago ha soggiornato e lavorato. L’energia massima di questa macchina acceleratrice è dell’ordine di 1 TeV, da qui il nome Tevatron, l’acceleratore Tevatron è una macchina versatile in quanto può essere fatta funzionare sia come acceleratore a bersaglio fisso, sia come dispositivo a fasci incrociati. Il 13 luglio 1983 l’acceleratore aumentò, ulteriormente l’energia massima disponibile, grazie all’utilizzo di magneti superconduttori (utilizzati anche nell’altro acceleratore di particelle LHC nel laboratorio del CERN di Ginevra) già presi in considerazione durante l’iniziale progettazione, ma il rischio di una tecnologia non ancora sperimentata sembrò allora troppo grande. La tecnologia dei magneti superconduttori ha permesso ai fisici di raggiungere negli acceleratori circolari energie più alte, dal momento che nelle bobine superconduttrici la resistenza è quasi nulla, è possibile creare campi magnetici più intensi. Nei magneti convenzionali, la resistenza degli avvolgimenti fa riscaldare la bobina, e sotto forma di calore (effetto Joule) va dispersa molta energia, questa innovazione, l’utilizzo dei magneti superconduttori negli acceleratori, ha segnato l’inizio di una nuova era nella fisica della materia. Il nuovo “frantumatore di atomi” come il Tevatron venne battezzato dalla stampa, fu elogiato in messaggi inviati da molte istituzioni, tra le quali in particolare lo US Department of Energy (DOE), l’ente che aveva stanziato i fondi per la sua costruzione. Negli ultimi anni il Fermilab ha ulteriormente migliorato il sistema di magneti superconduttori e la sorgente di antiprotoni per sfruttare al massimo tutte le potenzialità del Tevatron e conservare la propria supremazia mondiale nel campo della fisica delle particelle. Oggi il Tevatron può far collidere protoni da 900 GeV con antiprotoni da 900 GeV e raggiungere un valore di energia senza precedenti, pari a 1,8 TeV, in ognuna di queste collisioni il Tevatron crea un moltitudine di particelle, fornendo dati di qualità mai raggiunti prima e contribuendo a confermare quasi tutte le previsioni della Teoria Standard, come la scoperta del quark top annunciata il 2 marzo 1995. La ricerca di questa particella era iniziata nel 1977, quando era stato trovato il quinto quark, il bottom, sempre a Fermilab. Ci è voluto tutto questo tempo, perché il quark top era molto più massivo di quanto si prevedesse originariamente, e perciò occorreva un acceleratore molto più potente per riuscire a crearlo. Anche se il quark top decade troppo velocemente per potere essere osservato, si lascia dietro delle particelle che permettono di identificare la sua esistenza: una specie di “firma”. Il quark top può decadere in più di una maniera. Dato che un quark top appare raramente, una volta su vari miliardi di collisioni, è stato necessario realizzare milioni di miliardi di collisioni e nel 2007 ne hanno misurato la massa con una percentuale di errore vicina all’uno per cento. Nel 2006 inoltre è stata osservata per la prima volta l’oscillazione del Bs ovvero l’oscillazione del mesone Bs, che compie delle oscillazioni tra materia ed antimateria 3 trilioni di volte in un secondo. Se volete rimanere aggiornati sui segreti dell’universo visitate INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, l’istituto che promuove, coordina ed effettua la ricerca scientifica nel campo della fisica subnucleare, nucleare e astroparticellare.

LHC il potente acceleratore di particelle

Il CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) è il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle, fondato nel 1954, sorge alle pendici dei monti Jura sul confine tra Francia e Svizzera, a nord ovest di Ginevra. Qui gli scienziati e i ricercatori utilizzano sei acceleratori di particelle che sono tra i più grandi strumenti scientifici mai costruiti. In queste apparecchiature, le particelle elementari vengono accelerate per mezzo di energie enormemente elevate e successivamente fatte collidere. Queste collisioni, registrate dai rilevatori di particelle, offrono un indizio sulle caratteristiche della materia pochi istanti dopo il Big Bang. Il CERN è composto da venti stati membri fondatori: Austria, Belgio, Bulgaria, Repubblica Ceca, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Ungheria, Italia, Paesi Bassi, Norvegia, Polonia, Portogallo, Slovacchia, Spagna, Svezia, Svizzera e Regno Unito. A questi si aggiungono in qualità di osservatori: India, Israele, Giappone, Federazione Russa, Stati Uniti d’America, Turchia, la Commissione Europea e l’UNESCO. Il vasto programma di ricerca del CERN è condotto da circa 6.500 ricercatori ospiti provenienti da oltre 80 nazioni (equivalenti a circa la metà degli scienziati mondiali nel campo della fisica delle particelle), supportati da oltre 2.500 membri dello staff interno. Tra i risultati ottenuti dalle ricerche del CERN c’è la scoperta dei bosoni W e Z, due particelle fondamentali dell’universo. Oltre ad aver ricevuto il Premio Nobel per la fisica, i ricercatori del CERN sono stati anche pionieri nello sviluppo della moderna Internet: all’inizio degli anni Novanta Tim Berners-Lee ha inventato il World Wide Web proprio presso il CERN per soddisfare l’esigenza di condivisione automatica delle informazioni tra scienziati ubicati in università e istituti diversi del pianeta. Diventato operativo nel settembre del 2008, il Large Hadron Collider (LHC) del CERN è un gigantesco acceleratore di particelle e il più grande strumento scientifico del mondo. È ospitato in un tunnel sotterraneo circolare con una circonferenza media di 27 km, 100 metri sotto la sede del CERN, e consente di imprimere alle particelle un’accelerazione praticamente pari alla velocità della luce. Questo acceleratore genererà grandi quantità di dati, che il CERN invierà ai laboratori di tutto il mondo per essere elaborati in modo distribuito. Durante un esperimento condotto nel febbraio del 2006 è stato inviato uno stream di dati alla velocità di 1 Gigabit (Gb) al secondo verso sette diversi luoghi del pianeta, oltre a ospitare il più grande e potente acceleratore di particelle del mondo, il CERN gestisce il progetto LHC Computing Grid (LCG), il servizio di griglia scientifica internazionale più grande del mondo, che fornirà l’accesso a funzioni di elaborazione e memorizzazione dati condivise su Internet e a collegamenti dedicati a 10 Gbit/s per consentire agli scienziati di tutto il pianeta di produrre, archiviare e analizzare una quantità stimata di 15 Petabyte (1 Pb = 1 milione di Gb) di dati all’anno. L’obiettivo del LHC del CERN è di rispondere agli interrogativi sulla natura dell’universo, una porzione che l’osservazione astronomica ha dimostrato essere inspiegabile mediante la materia ordinaria. Inoltre, i ricercatori che utilizzano il LHC stanno cercando di determinare se esistono delle ulteriori dimensioni, come suggerito da diversi modelli ispirati dalla teoria delle stringhe, oltre che identificare le sottili differenze tra la materia e l’antimateria che potrebbero spiegare la predominanza della prima nel nostro universo attuale. Compie proprio oggi un anno l’esperimento svolto al CERN, precisamente il 10 Settembre 2008 i protoni avevano percorso per la prima volta con successo l’anello principale di LHC, il 19 Settembre 2008, le operazioni furono fermate a causa di una seria rottura tra due bande magnetiche.

LHC Riparazioni finali eppoi si riprende

Studiare l’infinitamente piccolo, la struttura della materia, per capire l’infinitamente grande, l’universo: ecco l’obiettivo di LHC, l’acceleratore di particelle più famoso al mondo. Per raggiungerlo, sono al lavoro da anni migliaia di scienziati, tra competenze avanzatissime, entusiasmo e un pizzico di impazienza, il mega acceleratore di particelle del Cern di Ginevra sembra essere arrivato alle riparazioni finali in seguito all’incidente avvenuto lo scorso settembre che fu’ causato da una connessione elettrica danneggiata che collegava due dei grandi magneti dell’acceleratore. Questo danno prettamente meccanico provocò il rilascio dal magnete di elio che si riversò nel tunnel, le procedure per la sicurezza scattarono subito ed il sistema di sicurezza si dimostrò efficace, tanto che nessuno fu soggetto ad alcun rischio, il via è previsto in autunno. “Questa è una tappa importante nel processo di riparazione”, ha detto il direttore del CERN Steve Myers. In secondo luogo, i sistemi sono stati installati per controllare da vicino l’LHC e far sì che incidenti simili a quello di settembre scorso non succedano di nuovo.