Tunnel LHC (Large Hadron Collider), un acceleratore di particelle al confine franco-svizzero. È l'acceleratore di particelle più potente del mondo. Credito:Cyril Fresillon/LHC/CNRS Photothèque
Venerdì è stato aperto un nuovo sito 15 giugno 2018, all'LHC, il Large Hadron Collider. Iniziato nel 2011, questo progetto mira a commissionare un LHC ad alta luminosità (HL-LHC) entro il 2026 che aumenterà il numero di collisioni protone-protone e raccoglierà più dati. La Francia sta contribuendo in modo sostanziale a questo progetto (con 180 milioni di euro, compresi gli stipendi). I team del CNRS e del CEA stanno partecipando alla ricerca e allo sviluppo tecnologico in particolare sui magneti superconduttori e sull'estensione della durata di vita dei rivelatori e dell'acceleratore. In Francia più di 400 scienziati sono coinvolti in questo rinnovamento del più grande e potente collisore di particelle del mondo.
L'LHC - Large Hadron Collider - è stato messo in servizio per la prima volta nel 2008. È un anello con una circonferenza di 27 chilometri dotato di migliaia di magneti superconduttori che trattengono particelle accelerate all'interno dell'anello. Le particelle sospinte si scontrano a una velocità prossima a quella della luce. Per raccogliere dati, il collisore ha quattro rilevatori di particelle:Atlas, CMS, Alice e LHCb.
Questo nuovo lavoro consiste nell'aumentare la luminosità del collisore di un fattore da 5 a 7, concentrare il maggior numero possibile di particelle nel minor spazio possibile, aumentando così il numero di collisioni nel momento in cui i due fasci di protoni si incrociano. Ciò consentirà agli scienziati di studiare fenomeni rari e di ottenere gli indispensabili risultati di alta precisione necessari per specificare le proprietà del bosone di Higgs. Più in generale, questo è un passo verso la comprensione del modello standard e degli scenari che ne derivano.
Il CNRS e il CEA guidano la parte francese della collaborazione. Hanno lavorato per diversi anni su magneti superconduttori destinati a focalizzare efficacemente i raggi. Questi magneti sono una delle parti di controllo per tutti i futuri acceleratori. Altre attività di ricerca e sviluppo in questo campo riguardano magneti con campi molto elevati che, a lungo termine, aumentare l'energia dei collisori.
Tecnico che esegue la manutenzione sul CMS (solenoide muonico compatto), un grande rivelatore nel Large Hadron Collider (LHC), durante un lungo stop tecnico (2013-2015). Credito:Cyril Fresillon/LHC/CNRS Photothèque
Squadre del CNRS, il CEA, e i loro partner universitari lavoreranno sui rivelatori di particelle Atlas e CMS:importanti miglioramenti saranno apportati ai rivelatori in modo che funzionino con prestazioni migliori in condizioni molto più intense. Sia per i rivelatori che per gli acceleratori, questi progetti sono in collaborazione con piccole e medie imprese francesi. Nell'ambito di progetti scientifici, La Francia prevede anche di contribuire alla sfida dell'elaborazione dei dati degli esperimenti HL-LHC, che supererà per la prima volta la scala exabyte1.
Secondo il programma attuale, l'HL-LHC opererà dal 2026 al 2036-37 dopo due fasi di stop:2019-2020 e 2024-2026 (quando il CNRS e il CEA lavoreranno sui rivelatori di particelle).
Atlante, il più grande rivelatore di particelle mai costruito per la fisica delle particelle (46 m di lunghezza e 25 m di altezza), aperto durante un arresto. Progettato per aiutarci a capire il nostro Universo e come si è evoluto, rileva le particelle elementari prodotte durante le collisioni protone-protone. Credito:Cyril Fresillon/LHC/CNRS Photothèque