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Le prime risposte sul comportamento della materia nei primi istanti di vita dell’universo.

Large Hadron Collider

Dalla collaborazione tra diversi centri dotati LHC arriva una spiegazione sul comportamento della materia immediatamente dopo il Big Bang.

La scorsa settimana durante la conferenza “Quark Matter 2017” è stato presentato l’ultimo studio nato dalla collaborazione dei centri dotati di acceleratore di particelle (LHC, Large Hadron Collider). Oggetto dello studio il comportamento della materia al principio dell’universo.

Eckhard Elsen, Direttore capo della ricerca presso il CERN, dice che l’acceleratore di particelle sta fornendo grandi risultati e che il suo team possiede già gli strumenti per far luce sul comportamento della materia durante i primi istanti di vita dell’universo.

Ogni anno nell’acceleratore di particelle si da vita ad una collisione tra nuclei di atomi pesanti (per ultimi sono stati utilizzati degli ioni di Piombo) ricreando condizioni simili a quelle immediatamente successive al Big Bang. Queste collisioni generano temperature altissime, circa 100’000 volte più alte di quelle del nucleo del Sole. Questo permette ai ricercatori di studiare un particolare stato della materia chiamato “Quark-gluon Plasma”: sotto le estreme condizioni create in laboratorio i protoni e i neutroni che compongono gli ioni di Piombo, scontrandosi, fondono fra loro liberando i quark dai loro legami con i gluoni.

Studiare il cosiddetto “Quark-gluon plasma” (ed in particolare in modo in cui si espande e si raffredda) è importante per dare una spiegazione a come da ciò si sono originate le particelle che oggi compongono il nostro universo. Di fondamentale importanza è anche capire la “teoria delle forti interazioni” conosciuta come Cromodinamica Quantistica (o meglio QCD ), la forza fondamentale che descrive le interazioni tra quark e gluoni.

La collisione prodotta negli acceleratori produce solo una piccola goccia di plasma, ma è sufficiente per poter osservare le tracce lasciate dalle singole particelle. In particolare uno dei risultati più importanti ottenuti da questi esperimenti è stata la scoperta della capacità del singolo ione pensante di ‘sentire’ la dimensione della goccia di plasma e muoversi all’interno di essa. In particolare si è osservato come qualsiasi ione, anche il più pesante, si muove di pari passo al plasma che è invece composto da particelle leggerissime.

Avendo ormai collezionato i diversi progetti un gran numero di campioni di collisioni tra nuclei di atomi e tra nuclei e protoni, che sono la chiave per conoscere il comportamento di queste particelle nel plasma (e in particolare dell’effetto che un insieme di queste collisioni potrebbero avere in un piccolo sistema) le diverse società che dispongono di LHC si sentono nuovamente pronte ad aprire una collaborazione per studiare gli effetti i risultati da collisioni generate fra ioni di Argon, un programma mai sperimentato sugli LHC, dove un ruolo chiave avrà la maggior densità di energia scaturita dallo scontro di questi ioni, molto più pesanti del Piombo.

E voi, che ne pensate dei progetti del CERN e degli sviluppi degli LHC? Parliamone nei commenti!





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