LHC

1

Introduzione

LHC o Large Hadron Collider Grande acceleratore per adroni in costruzione al CERN, il Laboratorio europeo per la fisica di particelle con sede a Ginevra. Scopo della macchina, che dovrebbe essere pronta nel 2008, è realizzare collisioni fra fasci di protoni all’energia nel centro di massa di 14 TeV, la più alta energia mai raggiunta con una macchina acceleratrice, fornendo alla comunità dei fisici un potente strumento per approfondire la conoscenza del mondo subnucleare. LHC verrrà utilizzato anche per accelerare nuclei di piombo, fino a un’energia di 1150 TeV.

2

Motivazioni di fisica: tre domande fondamentali

La costruzione di LHC, che sta richiedendo e richiederà grossi sforzi economici ai paesi europei membri del CERN e un consistente supporto da parte degli stati che aderiscono in qualità di “osservatori”, dovrebbe servire a chiarire molte delle questioni sull’organizzazione e sulla struttura delle forze e delle particelle fondamentali, oggi descritte in maniera non completamente soddisfacente dal Modello standard.

2.1

Come si genera la massa delle particelle?

Una delle questioni a cui LHC darà sicuramente risposta è l’origine della massa delle particelle, aspetto non contemplato dalla teoria elettrodebole. In realtà il Modello standard prevede l’esistenza di una particella, il bosone di Higgs, che, interagendo con le altre particelle, le costringe ad assumere una massa. Se la previsione è corretta, l’osservazione del bosone non potrà sfuggire a LHC, che sarà in grado di rivelare l’esistenza della particella per valori della massa che vanno da un centinaio a molte centinaia di GeV.

2.2

L’universo è supersimmetrico?

Un’altra domanda a cui LHC dovrebbe essere in grado di dare risposta è la correttezza della teoria supersimmetrica, una teoria di fisica che estende il Modello standard alle alte energie, proponendo uno schema in cui le quattro forze fondamentali oggi note (elettromagnetica, debole, forte e gravitazionale) si unificano alla scala di energia di 1 TeV. La supersimmetria, spesso riferita come SUSY (dalle iniziali della sua dicitura inglese, SUperSYmmetry), prevede che ogni particella nota abbia un “superpartner”, o partner supersimmetrico, dalle caratteristiche quantistiche complementari, i cui valori di massa si collocano al di là dello spazio finora esplorato. LHC, sondando un intervallo di energia che supera 10 TeV, potrà dare con certezza quasi assoluta la prova della correttezza della teoria supersimmetrica.