A cosa serve il LHC?
A cosa serve il LHC? A rispondere ad alcuni dei grandi quesiti della Fisica rimasti irrisolti.
Il LHC (Large Hadron Collider) del CERN sta cercando infatti di rispondere ad una serie di Grandi Domande riguardo all'Universo in cui viviamo.
Ecco quali sono.
Come ha fatto il nostro universo ad essere così come esso si presenta?
L'Universo è iniziato con un Big Bang - ma noi non capiamo fino in fondo come e perché si è sviluppato proprio così come lo vediamo ora. L'LHC ci farà vedere come si comportava la materia una piccola frazione di secondo dopo il Big Bang. I ricercatori hanno qualche idea di cosa aspettarsi - ma si aspettano anche l'inaspettato!
In che tipo di universo viviamo?
Molti fisici pensano l'Universo abbia un numero di dimensioni superiori alle quattro (spazio e tempo) di cui siamo consapevoli. Sarà l'LHC a portarci le prove di nuove dimensioni?
La forza di gravità non si adatta facilmente alle descrizioni che i fisici danno delle altre tre forze. E 'anche molto molto più debole rispetto alle altre forze. Una spiegazione di questo può essere che il nostro universo sia parte di una realtà multi-dimensionale e che la gravità penetri nelle altre dimensioni, facendola apparire una forza debole (vedi: teoria delle stringhe). L'LHC può consentire di avere le prove dell'esistenza di queste dimensioni extra - per esempio, la produzione di mini-buchi neri che pulsano dentro e fuori l'esistenza in una piccola frazione di secondo.
Che cosa è successo precisamente al momento del Big Bang?
Cos'era l'Universo prima che si formasse la materia così come la vediamo ora? L'LHC ricreerà, su microscala, le condizioni che esistevano durante i primi miliardesimi di secondo dopo il Big Bang.
Nei primissimi momenti del Big Bang, l'Universo consisteva in una zuppa calda e informe di particelle fondamentali - quark, leptoni e forze fondamentali. Non appena l'Universo si è raffreddato a 1000 miliardi di gradi, i quark e gluoni (portatori della forza forte) si sono combinati in particelle composte, come i protoni e i neutroni. Nel LHC si scontreranno nuclei pesanti in modo che rilasceranno i loro quark costituenti attraverso un fugace 'Little Bang'. Questo ci porterà indietro, al tempo precedente la formazione di queste particelle si siano formate, ricreando le condizioni all'inizio della evoluzione dell'universo, quando i quark e gluoni erano liberi di mescolarsi senza combinarsi in particelle più composte. I detriti rilevati forniranno informazioni importanti su questo stato molto primordiale della materia.
Dove si trova l'antimateria?
Il Big Bang ha creato uguali quantità di materia e antimateria, ma vediamo solo materia ora. Che cosa è successo all'antimateria?
Ogni particella fondamentale di materia ha un partner di antimateria, con caratteristiche uguali ma opposte, come la carica elettrica (ad esempio, l'elettrone negativo ha un partner positivo di antimateria chiamato positrone). Uguali quantità di materia e antimateria sono stati creati nel Big Bang, ma poi quest'ultima scomparve. E quindi, cosa è successo? Esperimenti hanno già dimostrato che alcune particelle di materia hanno tassi di decadimento diversi da loro anti-particelle, che potrebbe il che potrebbe fornire una spiegazione a quesdto quesito. Uno degli esperimenti di LHC studierà queste sottili differenze tra le particelle di materia e antimateria.
Perché le particelle hanno una massa?
(il problema della cosiddetta "particella di dio")
Perché alcune particelle hanno una massa, mentre altre no? Che cos'è che provoca questa differenza? Se l'LHC rivela particelle previste dalla teoria ci aiuterà a capire questo.
Particelle di luce (note come fotoni) non hanno massa. Particelle di materia (come gli elettroni e quark) invece sì - e non siamo sicuri del perché. Il fisico britannico Peter Higgs, ha proposto l'esistenza di un campo (campo del Higg's), che pervade l'intero Universo ed interagisce con alcune particelle e questo dà loro massa. Se la teoria è giusta allora il campo dovrebbe rivelarsi come una particella (la particella Higg's). La particella Higgs è troppo pesante per essere rilevata in acceleratori esistenti, ma le alte energie di LHC dovrebbe permetterci di produrla e di rilevarla.
Di cosa è fatto il nostro universo?
(il problema della "materia oscura")
Il 96% del nostro Universo è scomparso! Gran parte della materia mancante è una cosa che i ricercatori hanno chiamato 'materia oscura'. L'LHC può scoprire di che cosa è fatta?
La teoria della 'supersimmetria' suggerisce che tutte le particelle conosciute hanno, sebbene ancora non rilevati, dei 'superpartner'. Se esistono, il LHC dovrebbe trovarli. Queste 'particelle supersimmetriche' possono aiutarci a spiegare questo mistero dell'Universo - la materia oscura. Gli astronomi individuano gli effetti gravitazionali di grandi quantità di materia che non può essere vista, ecco perchè così si chiama 'materia oscura'. Una possibile spiegazione della materia oscura è che essa è costituita da particelle "supersimmetriche".
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Originariamente Scritto da Silenzio
