La “grande esplosione” a migliaia di miliardi di gradi

Temperature di migliaia di miliardi di gradi come quelle esistite qualche milionesimo di secondo dopo il Big Bang sono state ricreate nell’acceleratore di particelle più grande e potente del mondo, il Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra. È un nuovo traguardo per il gigante degli acceleratori, ora pronto ad esplorare una nuova frontiera della fisica. Le temperature raggiunte, inimmaginabili sulla Terra, non esistono nemmeno nel cuore incandescente delle stelle e le aspettative dei fisici sono altissime. «Potremo studiare il comportamento dell’universo nei suoi primi istanti di vita», ha detto il coordinatore delle misure relative alle collisioni fra ioni pesanti, Federico Antinori, della sezione di Padova dell’Istituto nazionale di Fisica nucleare (Infn) e che fa parte della squadra dell’esperimento "Alice", coordinato da Paolo Giubellino. I rivelatori di Alice sono stati i primi a osservare le collisioni, avvenute all’energia di 1.380 miliardi di elettronvolt (1,38 TeV) per fascio. "Alice" è stato progettato per osservare fenomeni di questo tipo ma, come previsto, le collisioni sono state viste anche dagli esperimenti Cms e Atlas, coordinati dagli italiani Guido Tonelli e Fabiola Gianotti. «Contiamo di ottenere i primi fasci stabili», ha detto Antinori. Ogni fascio contiene un certo numero di «pacchetti» di ioni pesanti (ossia di nuclei di piombo spogliati degli elettroni) e ogni pacchetto comprende 70 milioni di nuclei di piombo. In questa prima fase nell’acceleratore corrono fasci molto piccoli (ossia «poco luminosi»), ognuno composto da due pacchetti. «Nei prossimi giorni – ha detto ancora Antinori – contiamo di aumentare la luminosità e continueremo a prendere dati fino all’inizio di dicembre», quando i pacchetti per fascio potranno essere saliti a un centinaio. «Partiremo da misure molto semplici, per capire quante particelle sono state prodotte e quindi come sono distribuite». Sarà il primo sguardo su uno stato della materia mai osservato prima. Alle temperature estreme riprodotte nell’Lhc, infatti, la materia passa da una fase all’altra, come succede quando l’acqua si trasforma in vapore. Questo significa che i nuclei si sciolgono letteralmente: i quark e i gluoni, che in condizioni normali sono saldamente ancorati fra loro, si ritrovano liberi e la materia diventa un plasma, una sorta di "zuppa primordiale" di quark e gluoni. «Le prime misure ci aiuteranno a capire come si comporta questo sistema», per esempio se somiglia a un gas. «Sono misure eccitantissime – ha concluso – perchè si tratta veramente di mettere le mani su un nuovo stato della materia».