LHC è in ritardo, di cosa dovremmo (veramente) preoccuparci?

Raccolgo la provocazione di Sylvie e anticipo di un paio di giorni la comunicazone ufficiale del CERN. No, mi spiace, LHC non partirà nel 2007. E' quasi 🙂 ufficiale. Non avremo nessun fascio, nessuna collisione, nessuno dato prima della primavera 2008. Ecco, l'ho detto.

cern-complex.gifE però adesso lasciatemi aggiungere un paio di commenti. Che cosa era previsto per novembre 2007? Ovvero, che cosa abbiamo perso a causa del ritardo legato ai problemi dei magneti americani (ma non solo, ammettiamolo)? Era previsto un run di commissioning, ovvero di prova, dell'acceleratore. LHC non accelera particelle da 0 alla sua massima energia: in realtà una pletora di altri acceleratori portano ognuno i protoni alla massima energia accessibile da quella macchina, per poi iniettarli nell'acceleratore successivo. LHC riceve i protoni a 450 GeV dall'SPS, per poi accelerarli fino a 7 TeV. Nel novembre 2007 LHC non avrebbe accelerato i protoni, ma si sarebbe limitato a farli circolare all'energia che avevano all'ingresso. Ergo, avremmo avuto collisioni a 900 GeV nel centro massa, ben lontani dai 14 TeV attesi. Il run di commissioning sarebbe servito a dimostrare che sapevamo far circolare dei fasci dentro LHC, e a poter annunciare alla stampa che l'acceleratore era partito. Dal punto di vista della (nuova) fisica ci avremmo fatto poco o niente.

In più, oltre che sbandierare sempre l'energia dei fasci di particelle accelerati, sarebbe ora che qualcuno parlasse anche della luminosità dell'acceleratore. Allora, questo è un po' tecnico, ma penso possiate seguire. LHC è un acceleratore e un collisionatore. Ovvero il suo scopo è accelerare e far collidere delle particelle, possibilmente alla più alta energia raggiungibile. L'energia nel centro di massa della collisione è certamente importante, ma da sola non basta a fare le scoperte. Siccome stiamo cercando fenomeni piuttosto rari, è importante il numero di collisioni ad alta energia riusciamo ad avere. Ovvero, l'acceleratore deve portare i fasci di particelle ad alta energia, ma anche saperli schiacciare (focalizzare) per bene, e infine mandarli a sbattere uno contro l'altro con grande precisione. La luminosità (che bizzarramente si calcola in unità di inverso di una superficie per inverso del tempo, e non sto a spiegare perché) misura in qualche modo quante collisioni avvengono nell'unità di tempo. Il run previsto per novembre 2007 sarebbe stato a bassa energia e bassisima luminosità (ovvero poche, pochissime collisioni). Che cosa ci avremmo fatto? Beh, essenzialmente tentato di calibrare i rivelatori con i pochi eventi noti che avremmo raccolto (esempio a caso: i decadimenti de bosone Z in coppie di elettroni o muoni), e soprattutto verificato di saper leggere i dati. In ogni caso, a essere onesti, quasi niente. Sicuramente nessuna (nuova) fisica.

Per cui, vedete, in realtà nessuno qui al CERN è tremendamente depresso per aver perso il run dell'autunno 2007. Piuttosto qui tutti speriamo che il run a 14 TeV della primavera 2008 ci sia veramente, senza se e senza ma. E sopratutto ci chiediamo che luminosità avrà, e come questa crescerà nel tempo. Sulla carta ci aspettiamo 2×1033 cm-2 s-1, ma nei corridoi ho sentito bofonchiare anche 1031cm-2 s-1. Che, anche se non siete un esperto, vuol dire circa 100 volte meno collisioni del previsto. Ovvero, 100 volte meno dati, 100 volte più tempo per scoprire qualunque cosa.

Update [22/6/2207]: come previsto, oggi pomeriggio, finita la riunione del Council, è uscito il comunicato ufficiale. Manco a dirlo, ecco la dichiarazione ufficiale di Lyn Evans, il Project Leader di LHC:

The low-energy run at the end of this year was extremely tight due to a number of small delays, but the inner triplet problem now makes it impossible. We’ll be starting up for physics in May 2008, as always foreseen, and will commission the machine to full energy in one go. (...) There’s no big red button when you’re starting up a new accelerator, but we aim to be seeing high energy collisions by the summer.

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5 Commenti

  1. Pubblicato il 21 giugno 2007 alle 08:27 | Permalink

    Ben magra consolazione... 🙁
    La messa in funzione di una macchina come LHC non potra' mai essere subito a pieno regime, per cui delle tappe 1) solo fascio, 2) fascio con collissioni a bassa luminosita, 3) aumento luminosita' etc etc... dovranno esserci comunque.
    Il punto e', come dici, cosa succedera' a primavera prossima (intendevi 2008, non 2007, giusto?): sara' il posticipo di questo run saltato? Riusciremo ad accelerare il ritmo di aumento di luminosita' in maniera da non accusare un effettivo ritardo...?
    Anche solo psicologicamente, riuscire ad effettuare un run quest'autunno, per quanto "a ranghi ridotti", sarebbe stata una bella iniezione di ottimismo. Perche' il fatto e' che qui al CERN nessuno sara' tremendamente piu' depresso, di quanto gia' non lo fosse prima di questo annuncio... 🙁

  2. Pubblicato il 21 giugno 2007 alle 11:07 | Permalink

    Ma la cosa non mi consola affatto! E probabilmente il titolo del post è fuorviante. Quando "di cosa dovremmo preoccuparci" non intendo che non ci siano motivi di preoccupazione, piuttosto mi chiedo qual è il soggetto giusto verso cui orientare le preoccupazioni (ho aggiunto un "veramente" sperando chiarifichi un po').

    Il punto che mi preme è cominciare a fare passare il messaggio che accedere un acceleratore non significa vedere immediatamente qualcosa. Nel mesi scorsi il CERN ha insistito molto sul messaggio "LHC parte nel 2007", e adesso a un osservatore esterno potrebbe sembrare che abbiamo 6 mesi di ritardo aggiuntivo. La realtà è che a nessuno importava veramente di questo run a 900 GeV (ehi! Si parlava di due giorni di collisioni al massimo! Due!), che era poco più di una trovata di propaganda. Abbiamo ritardi enormi, ma mettere la perdita del run a 900 GeV nella lista non è corretto. E poi, diciamocelo, i fisici del fascio sanno molto bene far circolare un fascio (appunto, si tratta di un test di un paio di giorni). E' portare il fascio a 7 TeV e poi a una luminosità dignitosa che non è affatto banale. E questo lo avremmo comunque fatto nella primavera 2008 (corretto nel testo, sorry).

  3. sylvie coyaud
    Pubblicato il 28 giugno 2007 alle 21:11 | Permalink

    Spero di risollevare il morale a tutti.
    Oggi, 28 giugno, rientro a Milano e all'aeroporto trovo Metro, quotidiano distribuito gratis, con questo titolone in prima pagina "Le italiane lavorano più degli uomini". E siccome i fisici italiani di Atlas e C. già se n'erano accorti, sapendo che al CERN c'erano problemi - a parte quello dei soldi, intendo - hanno pensato che a coordinarli ci voleva gente con il cuor di leone, il pelo sullo stomaco e i nervi d'acciaio per cui hanno eletto due donne...
    l'oca s.

  4. Gianni
    Pubblicato il 18 maggio 2008 alle 00:55 | Permalink

    sfruttando il principio del "Ciclotrone" si potrebbe accelerare, ad esempio, "Una Biglia Ferrosa" a velocità ragionevoli sino a creare un campo magnetico ;

    poichè l'energia in ingresso è pressochè costante mentre invece la velocità aumenta ad ogni giro, si creerebbe un campo magnetico convertibile in energia elettrica pulita dalla quale ricavare, volendo, anche vettori di idrogeno o idrogenodotti : cioè la risoluzione dell'attuale problema energetico mondiale....qualcuno frena......?

    Gianni Carmeli - gianni.carmeli@gmail.com

  5. Pubblicato il 21 maggio 2008 alle 11:56 | Permalink

    Gianni, mi sembri decisamente confuso. E la conservazione dell'energia? Anche ammesso che tu riesca a recuperare con efficienza infinita (e scordartelo, viviamo in un mondo reale!) l'energia che metti ad accelerare la tua biglia (che tra parentesi dovrebbe essere carica se vuoi usare un ciclotrone), non ne recupereresti una goccia in più di quella che hai iniettato. Prima di gridare al complotto bisognerebbe fare due conti.

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  • Mi chiamo Marco Delmastro, sono un fisico delle particelle che lavora all'esperimento ATLAS al CERN di Ginevra.

    Su Borborigmi di un fisico renitente divago di vita all'estero lontani dall'Italia, fisica delle particelle e divulgazione scientifica, ricerca fondamentale, tecnologia e comunicazione nel mondo digitale, educazione, militanza quotidiana e altre amenità.

    Ho scritto un libro, Particelle familiari, che prova a raccontare cosa faccio di mestiere, e perché.

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