Gli ingegneri installano un magnete gigante all'interno del Large Hadron Collider, un enorme acceleratore di particelle. Fabrice Coffrini/AFP/Getty Images Cento metri (o circa 328 piedi) sottoterra, sotto il confine tra Francia e Svizzera, c'è una macchina circolare che potrebbe rivelarci i segreti dell'universo. O, secondo alcune persone, potrebbe invece distruggere tutta la vita sulla Terra. In un modo o nell'altro, è la macchina più grande del mondo ed esaminerà le particelle più piccole dell'universo. È il Large Hadron Collider (LHC) .
LHC fa parte di un progetto guidato dall'Organizzazione europea per la ricerca nucleare, noto anche come CERN. LHC si unisce al complesso di acceleratori del CERN fuori Ginevra, Svizzera. Una volta acceso, l'LHC scaglierà fasci di protoni e ioni a una velocità prossima a quella della luce. L'LHC farà collidere i raggi tra loro, e quindi registrare il risultato eventi causato dalla collisione. Gli scienziati sperano che questi eventi ci diranno di più su come è iniziato l'universo e di cosa è fatto.
LHC è l'acceleratore di particelle più ambizioso e potente mai costruito fino ad oggi. Migliaia di scienziati provenienti da centinaia di paesi stanno lavorando insieme – e in competizione tra loro – per fare nuove scoperte. Sei siti lungo la circonferenza dell'LHC raccolgono dati per diversi esperimenti. Alcuni di questi esperimenti si sovrappongono, e gli scienziati cercheranno di essere i primi a scoprire nuove importanti informazioni.
Lo scopo del Large Hadron Collider è aumentare la nostra conoscenza dell'universo. Mentre le scoperte che faranno gli scienziati potrebbero portare ad applicazioni pratiche lungo la strada, non è questo il motivo per cui centinaia di scienziati e ingegneri hanno costruito l'LHC. È una macchina costruita per approfondire la nostra comprensione. Considerando che LHC costa miliardi di dollari e richiede la collaborazione di numerosi paesi, l'assenza di un'applicazione pratica può essere sorprendente.
Cosa sperano di trovare gli scienziati utilizzando LHC? Continua a leggere per scoprirlo.
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Costruzione del Large Hadron Collider Fabrice Coffrini/AFP/Getty Images Nel tentativo di comprendere il nostro universo, compreso come funziona e la sua struttura effettiva, gli scienziati hanno proposto una teoria chiamata the modello standard . Questa teoria cerca di definire e spiegare le particelle fondamentali che rendono l'universo quello che è. Combina elementi di Einstein teoria della relatività insieme a teoria dei quanti . Si occupa anche di tre delle quattro forze fondamentali dell'universo: forte forza nucleare , forza nucleare debole e forza elettromagnetica . Non affronta gli effetti di gravità , la quarta forza fondamentale.
Il Modello Standard fa diverse previsioni sull'universo, molti dei quali sembrano essere veri secondo vari esperimenti. Ma ci sono altri aspetti del modello che rimangono non dimostrati. Uno di questi è una particella teorica chiamata Particella del bosone di Higgs .
La particella del bosone di Higgs può rispondere a domande sulla massa. Perché la materia ha massa? Gli scienziati hanno identificato particelle che non hanno massa, come neutrini . Perché un tipo di particella dovrebbe avere massa e un altro non ne ha? Gli scienziati hanno proposto molte idee per spiegare l'esistenza della massa. Il più semplice di questi è il meccanismo di Higgs. Questa teoria dice che potrebbe esserci una particella e una corrispondente forza di mediazione che spiegherebbero perché alcune particelle hanno massa. La particella teorica non è mai stata osservata e potrebbe anche non esistere. Alcuni scienziati sperano che gli eventi creati dall'LHC svelino anche prove dell'esistenza della particella del bosone di Higgs. Altri sperano che gli eventi forniranno indizi di nuove informazioni che non abbiamo ancora considerato.
Un'altra domanda che gli scienziati hanno sulla materia riguarda le condizioni precoci dell'universo. Durante i primi istanti dell'universo, materia ed energia erano accoppiate. Subito dopo che materia ed energia si sono separate, particelle di materia e antimateria annientati a vicenda. Se ci fosse stata una quantità uguale di materia e antimateria, i due tipi di particelle si sarebbero annullati a vicenda. Ma fortunatamente per noi, c'era un po' più di materia che antimateria nell'universo. Gli scienziati sperano di poter osservare l'antimateria durante gli eventi di LHC. Questo potrebbe aiutarci a capire perché c'era una minuscola differenza nella quantità di materia rispetto all'antimateria all'inizio dell'universo.
Materia oscura potrebbe anche svolgere un ruolo importante nella ricerca LHC. La nostra attuale comprensione dell'universo suggerisce che la materia che possiamo osservare rappresenta solo circa il 4% di tutta la materia che deve esistere. Quando osserviamo il movimento delle galassie e di altri corpi celesti, vediamo che i loro movimenti suggeriscono che c'è molta più materia nell'universo di quanta ne possiamo rilevare. Gli scienziati hanno chiamato questo materiale non rilevabile materia oscura. Insieme, la materia osservabile e la materia oscura potrebbero rappresentare circa il 25% dell'universo. Gli altri tre quarti proverrebbero da una forza chiamata energia oscura , un'energia ipotetica che contribuisce all'espansione dell'universo. Gli scienziati sperano che i loro esperimenti forniranno ulteriori prove dell'esistenza della materia oscura e dell'energia oscura o forniranno prove che potrebbero supportare una teoria alternativa.
Questa è solo la punta dell'iceberg della fisica delle particelle, anche se. Ci sono cose ancora più esotiche e controintuitive che l'LHC potrebbe rivelare. Tipo cosa? Scopri nella prossima sezione.
Big Bang su piccola scalaSchiacciando i protoni insieme abbastanza forte e veloce, l'LHC farà sì che i protoni si rompano in pezzi più piccoli sottoparticelle atomiche . Queste minuscole sottoparticelle sono molto instabili ed esistono solo per una frazione di secondo prima di decadere o ricombinarsi con altre sottoparticelle. Ma secondo la teoria del Big Bang, tutta la materia nell'universo primordiale consisteva di queste minuscole sottoparticelle. Mentre l'universo si espandeva e si raffreddava, queste particelle si sono combinate per formare particelle più grandi come protoni e neutroni.
Questo edificio ospita la struttura di ricerca a 100 metri sopra il rivelatore Compact Muon Solenoid (CMS). Johannes Simon/Getty Images Se le particelle teoriche, l'antimateria e l'energia oscura non sono abbastanza insolite, alcuni scienziati ritengono che l'LHC potrebbe scoprire prove di altre dimensioni. Siamo abituati a vivere in un mondo di quattro dimensioni:tre dimensioni spaziali e il tempo. Ma alcuni fisici teorizzano che potrebbero esserci altre dimensioni che non possiamo percepire. Alcune teorie hanno senso solo se ci sono molte più dimensioni nell'universo. Per esempio, una versione di teoria delle stringhe richiede l'esistenza di non meno di 11 dimensioni.
I teorici delle stringhe sperano che LHC fornisca prove a sostegno del loro modello proposto dell'universo. La teoria delle stringhe afferma che il mattone fondamentale dell'universo non è una particella, ma una stringa. Le stringhe possono essere aperte o chiuse. Possono anche vibrare, simile al modo in cui vibrano le corde di una chitarra quando vengono pizzicate. Vibrazioni diverse fanno sembrare le corde cose diverse. Una corda che vibra in un modo apparirebbe come un elettrone. Una corda diversa che vibra in un altro modo sarebbe un neutrino.
Alcuni scienziati hanno criticato la teoria delle stringhe, dicendo che non ci sono prove a sostegno della teoria stessa. La teoria delle stringhe incorpora la gravità nel modello standard, qualcosa che gli scienziati non possono fare senza una teoria aggiuntiva. Riconcilia la teoria della relatività generale di Einstein con la Teoria dei campi quantistici . Ma non ci sono ancora prove che queste stringhe esistano. Sono troppo piccoli per essere osservati e attualmente non c'è modo di testarli. Ciò ha portato alcuni scienziati a liquidare la teoria delle stringhe come più una filosofia che una scienza.
I teorici delle stringhe sperano che LHC faccia cambiare idea ai critici. Stanno cercando segni di supersimmetria . Secondo il modello standard, ogni particella ha un'antiparticella. Per esempio, l'antiparticella per un elettrone (una particella con carica negativa) è a positrone . La supersimmetria propone che anche le particelle abbiano superpartner , che a loro volta hanno le loro controparti. Ciò significa che ogni particella ha tre controparticelle. Sebbene non abbiamo visto alcuna indicazione di questi superpartner in natura, i teorici sperano che LHC dimostrerà che esistono realmente. potenzialmente, le superparticelle potrebbero spiegare la materia oscura o aiutare a inserire la gravità nel modello standard generale.
Quanto è grande l'LHC? Quanta potenza utilizzerà? Quanto è costato costruirlo? Scopri nella prossima sezione.
Tutto quello che sai è sbagliatoMolti degli scienziati che lavorano con il progetto LHC ammettono prontamente di non essere sicuri di cosa accadrà quando la macchina inizierà a funzionare. Questo perché non c'è mai stato un acceleratore di particelle potente come LHC. Il meglio che qualsiasi scienziato può fare è fornire un'ipotesi plausibile. Molti degli scienziati affermano anche che sarebbero felici se le prove generate dall'LHC contraddicessero le loro aspettative, poiché ciò significherebbe che ci sarebbe ancora di più da imparare.
Il nucleo magnetico del Large Hadron Collider Fabrice Coffrini/AFP/Getty Images Il Large Hadron Collider è una macchina enorme e potente. Si compone di otto settori . Ogni settore è un arco delimitato a ciascuna estremità da una sezione chiamata an inserimento . La circonferenza dell'LHC misura 27 chilometri (16,8 miglia) intorno. I tubi dell'acceleratore e le camere di collisione si trovano a 100 metri (328 piedi) sotto terra. Scienziati e ingegneri possono accedere al tunnel di servizio in cui si trova il macchinario scendendo in ascensori e scale situati in diversi punti lungo la circonferenza dell'LHC. Il CERN sta costruendo strutture fuori terra dove gli scienziati possono raccogliere e analizzare i dati generati da LHC.
LHC utilizza magneti per guidare i fasci di protoni mentre viaggiano al 99,99 percento della velocità della luce. I magneti sono molto grandi, molti pesano diverse tonnellate. Sono circa 9, 600 magneti nell'LHC. I magneti vengono raffreddati a una temperatura fredda di 1,9 gradi Kelvin (-271,25 Celsius o -456,25 Fahrenheit). È più freddo del vuoto dello spazio.
Parlando di vuoto, i fasci di protoni all'interno dell'LHC viaggiano attraverso i tubi in quello che il CERN chiama "ultra-alto vuoto". La ragione per creare un tale vuoto è evitare di introdurre particelle con cui i protoni potrebbero scontrarsi prima che raggiungano i punti di collisione appropriati. Anche una singola molecola di gas potrebbe far fallire un esperimento.
Ci sono sei aree lungo la circonferenza dell'LHC dove gli ingegneri potranno eseguire esperimenti. Pensa a ogni area come se fosse un microscopio con una fotocamera digitale. Alcuni di questi microscopi sono enormi:l'esperimento ATLAS è un dispositivo lungo 45 metri (147,6 piedi), 25 metri (82 piedi) di altezza e pesa 7, 000 tonnellate (5, 443 tonnellate) [fonte:ATLAS].
Una panoramica degli esperimenti del Large Hadron Collider Immagine gentilmente concessa dal CERN L'LHC e gli esperimenti ad esso collegati contengono circa 150 milioni di sensori. Questi sensori raccoglieranno dati e li invieranno a vari sistemi informatici. Secondo il CERN, la quantità di dati raccolti durante gli esperimenti sarà di circa 700 megabyte al secondo (MB/s). Su base annuale, ciò significa che LHC raccoglierà circa 15 petabyte di dati. Un petabyte è un milione di gigabyte. Così tanti dati potrebbero riempire 100, 000 DVD [fonte:CERN].
Ci vuole molta energia per far funzionare l'LHC. Il CERN stima che il consumo annuo di energia per il collisore sarà di circa 800, 000 megawattora (MWh). Avrebbe potuto essere molto più alto, ma la struttura non funzionerà durante i mesi invernali. Secondo il CERN, il prezzo per tutta questa energia sarà di ben 19 milioni di euro. Sono quasi $ 30 milioni all'anno in bollette elettriche per una struttura che è costata più di $ 6 miliardi per costruire [fonte:CERN]!
Cosa succede esattamente durante un esperimento? Continua a leggere per scoprirlo.
Cosa c'è di più figo che essere figo?Perché raffreddare i magneti appena sopra la temperatura dello zero assoluto? A quella temperatura, gli elettromagneti possono funzionare senza alcuna resistenza elettrica. LHC usa 10, 800 tonnellate (9, 798 tonnellate) di azoto liquido per raffreddare i magneti fino a 80 gradi Kelvin (-193,2 gradi Celsius o -315,67 Fahrenheit). Quindi utilizza circa 60 tonnellate (54 tonnellate) di elio liquido per raffreddarli per il resto del percorso [fonte:CERN].
Un modello del Large Hadron Collider nel centro visitatori del CERN di Ginevra. Johannes Simon/Getty Images Il principio alla base dell'LHC è piuttosto semplice. Primo, spari due fasci di particelle lungo due percorsi, uno in senso orario e l'altro in senso antiorario. Acceleri entrambi i raggi fino a raggiungere la velocità della luce. Quindi, dirigi entrambi i raggi l'uno verso l'altro e guardi cosa succede.
L'attrezzatura necessaria per raggiungere questo obiettivo è molto più complessa. LHC è solo una parte dell'intera struttura dell'acceleratore di particelle del CERN. Prima di qualsiasi protoni o ioni entra nell'LHC, hanno già fatto una serie di passaggi.
Diamo un'occhiata alla vita di un protone mentre attraversa il processo LHC. Primo, gli scienziati devono rimuovere gli elettroni dagli atomi di idrogeno per produrre protoni. Quindi, i protoni entrano nel LINAC2 , una macchina che spara fasci di protoni in un acceleratore chiamato Potenziatore PS . Queste macchine utilizzano dispositivi chiamati cavità a radiofrequenza per accelerare i protoni. Le cavità contengono un campo elettrico a radiofrequenza che spinge i fasci di protoni a velocità più elevate. I magneti giganti producono i campi magnetici necessari per mantenere i fasci di protoni in pista. In termini di auto, pensa alle cavità a radiofrequenza come un acceleratore e ai magneti come un volante
Una volta che un fascio di protoni raggiunge il giusto livello di energia, il PS Booster lo inietta in un altro acceleratore chiamato Sincotrone superprotonico (SPS) . I raggi continuano a prendere velocità. Da adesso, le travi si sono divise in grappoli . Ogni mazzo contiene 1.1 x 10 11 protoni, e ce ne sono 2, 808 grappoli per trave [fonte:CERN]. L'SPS inietta raggi nell'LHC, con un raggio che viaggia in senso orario e l'altro in senso antiorario.
All'interno dell'LHC, i raggi continuano ad accelerare. Questo richiede circa 20 minuti. Alla massima velocità, le travi fanno 11, 245 viaggi intorno all'LHC ogni secondo. I due fasci convergono in uno dei sei siti di rilevamento posizionati lungo l'LHC. In quella posizione, ci saranno 600 milioni di collisioni al secondo [fonte:CERN].
Quando due protoni si scontrano, si rompono in particelle ancora più piccole. Ciò include particelle subatomiche chiamate quark e una forza attenuante chiamata gluone . I quark sono molto instabili e decadono in una frazione di secondo. I rilevatori raccolgono informazioni tracciando il percorso delle particelle subatomiche. Quindi i rilevatori inviano i dati a una griglia di sistemi informatici.
Non tutti i protoni si scontreranno con un altro protone. Anche con una macchina avanzata come LHC, è impossibile dirigere fasci di particelle piccole come protoni in modo che ogni particella collida con un'altra. I protoni che non entrano in collisione continueranno nel raggio fino a una sezione di smorzamento del raggio. Là, una sezione in grafite assorbirà il raggio. Le sezioni di smorzamento del raggio sono in grado di assorbire i raggi se qualcosa va storto all'interno dell'LHC. Per saperne di più sui meccanismi alla base degli acceleratori di particelle, dai un'occhiata a Come funzionano gli Atom Smashers.
L'LHC ha sei rilevatori posizionati lungo la sua circonferenza. Cosa fanno questi rilevatori e come funzionano? Scopri nella prossima sezione.
Più particelleGli eventi all'interno dell'LHC produrranno anche fotoni (le particelle di luce), positroni (antiparticelle agli elettroni) e muoni (particelle cariche negativamente che sono più pesanti degli elettroni).
Peter Higgs, l'uomo da cui prende il nome la particella del bosone di Higgs, visita l'LHC. Alan Walker/AFP/Getty Images Le sei aree lungo la circonferenza dell'LHC che raccoglieranno dati e condurranno esperimenti sono semplicemente conosciute come rivelatori. Alcuni di loro cercheranno lo stesso tipo di informazioni, anche se non allo stesso modo. Ci sono quattro principali siti di rilevamento e due più piccoli.
Il rivelatore noto come Un apparato toroidale LHC (ATLAS) è il più grande del gruppo. Misura 46 metri (150,9 piedi) di lunghezza per 25 metri (82 piedi) di altezza e 25 metri di larghezza. Al suo centro c'è un dispositivo chiamato tracker interno. Il tracker interno rileva e analizza il momento delle particelle che passano attraverso il rivelatore ATLAS. Intorno al tracker interno c'è un calorimetro . I calorimetri misurano l'energia delle particelle assorbendole. Gli scienziati possono osservare il percorso delle particelle ed estrapolare informazioni su di esse.
Il rilevatore ATLAS ha anche un spettrometro per muoni . I muoni sono particelle cariche negativamente 200 volte più pesanti degli elettroni. I muoni possono viaggiare attraverso un calorimetro senza fermarsi:è l'unico tipo di particella che può farlo. Lo spettrometro misura la quantità di moto di ogni muone con sensori di particelle cariche. Questi sensori possono rilevare le fluttuazioni nel campo magnetico del rivelatore ATLAS.
Il Solenoide muonico compatto (CMS) è un altro grande rivelatore. Come il rilevatore ATLAS, il CMS è un rilevatore di uso generale che rileverà e misurerà le sottoparticelle rilasciate durante le collisioni. Il rilevatore è all'interno di un gigantesco magnete a solenoide che può creare un campo magnetico quasi 100, 000 volte più forte del campo magnetico terrestre [fonte:CMS].
Poi c'è ALICE, che sta per Un grande esperimento con un collisore di ioni . Gli ingegneri hanno progettato ALICE per studiare le collisioni tra ioni di ferro. Facendo scontrare ioni di ferro ad alta energia, gli scienziati sperano di ricreare condizioni simili a quelle subito dopo il big bang. Si aspettano di vedere gli ioni rompersi in una miscela di quark e gluoni. Un componente principale di ALICE è la Time Projection Chamber (TPC), che esaminerà e ricostruirà le traiettorie delle particelle. Come i rilevatori ATLAS e CMS, ALICE ha anche uno spettrometro per muoni.
Il prossimo è il Large Hadron Collider bellezza (LHCb) sito del rivelatore. Lo scopo dell'LHCb è cercare prove di antimateria. Lo fa cercando una particella chiamata the quark di bellezza . Una serie di sottorivelatori che circondano il punto di collisione si estendono per 20 metri (65,6 piedi) di lunghezza. I rilevatori possono muoversi in piccoli, modi precisi per catturare le particelle di quark di bellezza, che sono molto instabili e decadono rapidamente.
Il Misura della sezione trasversale elastica e diffrattiva TOTALE L'esperimento (TOTEM) è uno dei due rivelatori più piccoli dell'LHC. Misurerà la dimensione dei protoni e degli LHC luminosità . Nella fisica delle particelle, la luminosità si riferisce alla precisione con cui un acceleratore di particelle produce collisioni.
Finalmente, c'è il Large Hadron Collider inoltrare (LHCf) sito del rivelatore. Questo esperimento simula i raggi cosmici in un ambiente controllato. L'obiettivo dell'esperimento è aiutare gli scienziati a trovare modi per ideare esperimenti su un'ampia area per studiare le collisioni di raggi cosmici naturali.
Ogni sito di rilevamento ha un team di ricercatori che vanno da poche dozzine a più di mille scienziati. In alcuni casi, questi scienziati cercheranno le stesse informazioni. Per loro, è una corsa per fare la prossima scoperta rivoluzionaria in fisica.
In che modo gli scienziati gestiranno tutti i dati che raccoglieranno questi rilevatori? Maggiori informazioni su questo nella prossima sezione.
Ops!Gli scienziati speravano di portare l'LHC in linea nel 2007, ma un grave guasto al magnete ha rallentato le cose. Un enorme magnete costruito dal Fermilab ha subito un guasto critico durante uno stress test. Gli ingegneri hanno stabilito che il guasto derivava da un difetto di progettazione che non teneva conto delle enormi sollecitazioni asincrone che i magneti potevano sopportare. Fortunatamente per i ricercatori, gli ingegneri hanno risolto il difetto abbastanza rapidamente. Ma ne è spuntata un'altra sotto forma di una perdita di elio. Ora l'LHC dovrebbe entrare in funzione nel 2009 [fonte:Ingegneria professionale].
Angela Merkel, Cancelliere della Germania, visita l'LHC con un gruppo di ingegneri. Jean-Pierre Clatot/AFP/Getty Images Con 15 petabyte di dati (sono 15, 000, 000 gigabyte) raccolti dai rilevatori di LHC ogni anno, gli scienziati hanno un compito enorme davanti a loro. Come elabori così tante informazioni? Come fai a sapere che stai guardando qualcosa di significativo all'interno di un set di dati così grande? Anche usando un supercomputer, l'elaborazione di così tante informazioni potrebbe richiedere migliaia di ore. Nel frattempo, l'LHC continuerebbe ad accumulare ancora più dati.
La soluzione del CERN a questo problema è la Griglia di calcolo LHC . La griglia è una rete di computer, ognuno dei quali può analizzare da solo un pezzo di dati. Una volta che un computer ha completato la sua analisi, può inviare i risultati a un computer centralizzato e accettare un nuovo blocco di dati. Finché gli scienziati possono dividere i dati in blocchi, il sistema funziona bene. Nell'industria informatica questo approccio è chiamato grid computing .
Gli scienziati del CERN hanno deciso di concentrarsi sull'utilizzo di apparecchiature relativamente poco costose per eseguire i loro calcoli. Invece di acquistare server e processori di dati all'avanguardia, Il CERN si concentra su hardware standard che può funzionare bene in una rete. Il loro approccio è molto simile alla strategia adottata da Google. È più conveniente acquistare un sacco di hardware medio rispetto a poche apparecchiature avanzate.
Utilizzando un tipo speciale di software chiamato midware , la rete di computer sarà in grado di archiviare e analizzare i dati per ogni esperimento condotto all'LHC. La struttura del sistema è organizzata in livelli:
Qualsiasi sito di livello 2 può accedere a qualsiasi sito di livello 1. Il motivo è quello di consentire agli istituti di ricerca e alle università la possibilità di concentrarsi su informazioni e ricerche specifiche.
Una sfida con una rete così grande è la sicurezza dei dati. Il CERN ha stabilito che la rete non poteva fare affidamento sui firewall a causa della quantità di traffico dati sul sistema. Anziché, il sistema si basa su identificazione e autorizzazione procedure per impedire l'accesso non autorizzato ai dati di LHC.
Alcune persone dicono che preoccuparsi della sicurezza dei dati è un punto controverso. Questo perché pensano che LHC finirà per distruggere il mondo intero.
È davvero possibile? Scopri nella prossima sezione.
Gli ingegneri del CERN calano un grande magnete dipolo nel tunnel dell'LHC. CERN/AFP/Getty Images LHC consentirà agli scienziati di osservare le collisioni di particelle a un livello di energia molto più alto di qualsiasi esperimento precedente. Alcune persone temono che reazioni così potenti possano causare seri problemi alla Terra. Infatti, alcune persone sono così preoccupate che hanno intentato una causa contro il CERN nel tentativo di ritardare l'attivazione dell'LHC. Nel marzo 2008, l'ex ufficiale per la sicurezza nucleare Walter Wagner e Luis Sancho hanno guidato una causa intentata presso la Corte distrettuale degli Stati Uniti delle Hawaii. Sostengono che LHC potrebbe potenzialmente distruggere il mondo [fonte:MSNBC].
Qual è la base delle loro preoccupazioni? L'LHC potrebbe creare qualcosa che potrebbe porre fine a tutta la vita come la conosciamo? Cosa potrebbe succedere esattamente?
Un timore è che LHC possa produrre buchi neri. I buchi neri sono regioni in cui la materia collassa in un punto di densità infinita. Gli scienziati del CERN ammettono che l'LHC potrebbe produrre buchi neri, ma dicono anche che quei buchi neri sarebbero su scala subatomica e collasserebbero quasi istantaneamente. In contrasto, lo studio dei buchi neri è il risultato di un'intera stella che crolla su se stessa. C'è una grande differenza tra la massa di una stella e quella di un protone.
Un'altra preoccupazione è che LHC produrrà un materiale esotico (e finora ipotetico) chiamato stranezze . Un possibile tratto di Strangelet è particolarmente preoccupante. I cosmologi teorizzano che gli strangelet potrebbero possedere un potente campo gravitazionale che potrebbe consentire loro di convertire l'intero pianeta in un hulk senza vita.
Gli scienziati di LHC respingono questa preoccupazione usando più contrappunti. Primo, fanno notare che gli strani sono ipotetici. Nessuno ha osservato tale materiale nell'universo. Secondo, dicono che il campo elettromagnetico attorno a tale materiale respingerebbe la materia normale piuttosto che cambiarla in qualcos'altro. Terzo, dicono che anche se tale materia esiste, sarebbe altamente instabile e decadrebbe quasi istantaneamente. Il quarto, gli scienziati affermano che i raggi cosmici ad alta energia dovrebbero produrre tale materiale in modo naturale. Poiché la Terra è ancora in giro, teorizzano che gli strangelet non siano un problema.
Un'altra particella teorica che LHC potrebbe generare è a monopolo magnetico . Teorizzato da P.A.M. Dirac, un monopolo è una particella che contiene una singola carica magnetica (nord o sud) invece di due. La preoccupazione citata da Wagner e Sancho è che tali particelle potrebbero separare la materia con le loro cariche magnetiche asimmetriche. Gli scienziati del CERN non sono d'accordo, dicendo che se esistono monopoli, non c'è motivo di temere che tali particelle possano causare tale distruzione. Infatti, almeno un team di ricercatori sta attivamente cercando prove di monopoli con la speranza che l'LHC ne produca alcuni.
Altre preoccupazioni sull'LHC includono i timori delle radiazioni e il fatto che produrrà le collisioni di particelle a più alta energia sulla Terra. Il CERN afferma che LHC è estremamente sicuro, con una spessa schermatura che include 100 metri (328 piedi) di terra sopra di essa. Inoltre, il personale non è ammesso sottoterra durante gli esperimenti. Per quanto riguarda la preoccupazione per le collisioni, gli scienziati sottolineano che le collisioni di raggi cosmici ad alta energia si verificano continuamente in natura. I raggi si scontrano con il sole, luna e altri pianeti, che sono ancora in giro senza alcun segno di danno. Con LHC, quelle collisioni avverranno all'interno di un ambiente controllato. Altrimenti, non c'è davvero nessuna differenza.
L'LHC riuscirà ad approfondire la nostra conoscenza dell'universo? I dati raccolti solleveranno più domande di quante ne rispondano? Se gli esperimenti passati sono indicativi, è probabilmente una scommessa sicura presumere che la risposta a entrambe queste domande sia sì.
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