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.

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