ELENA DUSI, la Repubblica 22/9/2010, 22 settembre 2010
VIAGGIO ALL´ORIGINE DEL COSMO "VISTA" LA MATERIA DEL BIG BANG
Un effetto mai visto, e ancora tutto da spiegare. Ma che catapulta gli scienziati alle origini del nostro universo e a una possibile spiegazione dei momenti immediatamente successivi al Big Bang. Al Cern di Ginevra l´acceleratore di particelle più potente del mondo, Lhc, ha prodotto "tracce e fenomeni potenzialmente nuovi e interessanti", come annunciava ieri un comunicato dell´Organizzazione europea per la ricerca nucleare.
Le collisioni fra i protoni che avvengono all´interno di Lhc a velocità prossime a quelle della luce hanno fatto sprizzare frammenti di particelle in zone e in quantità inattese e anomale per i fisici. Una delle possibili interpretazioni (ancora tutta da confermare) è che nel tunnel sotterraneo dell´acceleratore sia stato riprodotto uno stato della materia caldo e ricchissimo di energia, esistito 20-30 microsecondi dopo il Big Bang: il plasma di quark e gluoni.
«È solo una delle possibili interpretazioni fra le almeno cinque o sei che stiamo studiando» mette in guardia Guido Tonelli dell´Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), che coordina al Cern l´esperimento Cms dove a metà luglio è stato osservato il nuovo effetto. Ma l´organizzazione di Ginevra punta in alto nelle sue interpretazioni, ricordando che «un fenomeno simile era stato osservato in precedenza dall´acceleratore americano Rhic di Brookhaven, negli Stati Uniti, ed associato alla creazione di materia densa e calda». I risultati del Rhic, ottenuti nel 2005 facendo scontrare nuclei di oro e non protoni, furono interpretati in maniera relativamente concorde dai fisici: per un istante brevissimo sulla terra era stato ricreato il plasma di quark e gluoni, una sorta di "brodo primordiale" della materia densissimo e caldo circa 10mila miliardi di gradi.
Mentre intorno a noi protoni e neutroni sono composti da particelle più elementari come quark e gluoni, negli istanti immediatamente successivi al Big Bang questi due mattoni della materia erano sfusi e slegati fra loro per effetto dell´altissima energia. Si è trattato solo di pochi microsecondi, perché subito dopo l´espansione e il raffreddamento dell´universo hanno "riportato nei ranghi" quark e gluoni, impacchettandoli in modo disciplinato all´interno dei protoni e dei neutroni.
Facendo scontrare particelle a velocità molto prossime a quelle della luce ed energie estreme (Lhc lavora a un valore record di 7 teraelettronvolt), gli acceleratori puntano ad avvicinare i protoni o i nuclei talmente tanto da provocare una sorta di fusione, riproducendo il "brodo primordiale" della materia. Provare a ricreare queste condizioni di energia sulla terra è stata una delle ambizioni di Lhc fin dalla sua progettazione. A novembre anche all´interno dell´acceleratore europeo, che corre per 27 chilometri a 100 metri di profondità al confine tra Svizzera e Francia, verranno fatti scontrare non più protoni ma nuclei di elementi pesanti. Anziché oro come al Rhic, verrà usato questa volta il piombo. Si tratta di un altro degli svariati sentieri che i fisici cercano di percorrere per ottenere comunque un unico risultato: la comprensione della natura della materia in condizioni di energia, temperatura e densità estreme. «Per avere spiegazioni certe abbiamo bisogno ancora di molti dati» conclude Tonelli. «Ma possiamo dire di essere entrati in una nuova fisica e in un nuovo mondo, che Lhc ci permetterà di indagare».