Large Hadron Collider

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All'interno del tunnel LHC, dove sono stati installati magneti superconduttori.

Il Large Hadron Collider (LHC), è il nuovo acceleratore di particelle in costruzione presso il CERN di Ginevra per collisioni tra protoni e tra ioni pesanti. La sua entrata in funzione è prevista per il 1 luglio 2007, si servirà del tunnel di 27 km costruito per il Large Electron Positron collider (LEP) e userà campi magnetici di circa 8 Tesla, sfruttando magneti superconduttori raffreddati ad elio liquido alla temperatura di 2 gradi Kelvin.

LHC sarà il più potente acceleratore mai costruito: per le collisioni tra protoni, queste particelle saranno accelerate ad un'energia di 7 TeV, per una energia totale nel centro di massa per ogni collisione protone-protone di 14 TeV; per le collisioni fra ioni pesanti, come gli ioni di piombo, si raggiungerà un'energia di collisione di 1150 TeV.

[modifica] Finalità

Il rivelatore CMS di LHC

Sono previsti cinque tipi di esperimenti da effettuare con LHC: due di essi, ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) e CMS (Compact Muon Solenoid), riguardano due rivelatori di particelle di grandi dimensioni e largo spettro; gli altri tre, LHCb, ALICE e TOTEM, sono di dimensioni più ridotte e più specializzati.

I fisici di tutto il mondo si propongono di utilizzare LHC per avere risposte a varie questioni che reputano fondamentali per il proseguimento dell'indagine fisica.

Cos'è la massa? Sappiamo come misurarla, ma da cosa è determinata?

Qual è l'origine della massa? In particolare, esiste il bosone di Higgs?

Qual è l'origine della massa dei barioni? Generando del plasma quark-gluone si verificherà l'origine non-perturbativa di una larga frazione della massa dell'universo?

Perché le particelle elementari presentano masse diverse? In altri termini, le particelle interagiscono con il campo di Higgs?

Sappiamo ora che il 95% della massa dell'universo non è costituita da materia simile a quella che conosciamo da tempo. Di che si tratta? In altre parole, cosa sono la materia oscura e l'energia oscura?.

Esistono le particelle supersimmetriche, (SUSY)?

Esistono le extradimensioni previste da vari modelli emersi dalla teoria delle stringhe? E possiamo "vederle" in qualche modo?

Quali sono le caratteristiche della violazione CP che possono spiegare la dissimmetria tra materia e antimateria, cioè la quasi assenza di antimateria nell'universo?

Cosa si può conoscere con maggiori dettagli di oggetti già noti (come il quark top)?

[modifica] Trattamento dei dati

Le esperienze che saranno effettuate con questa macchina produrranno enormi quantità di dati, circa 10 Pebibyte di dati per anno. L'unico modo per rendere trattabile questa mole di dati (dovrebbe corrispondere al 10% della massa di dati prodotti annualmente sulla Terra) prevede che vengano utilizzati i canali veloci di trasmissione del sistema Grid per smistare i dati stessi in sistemi di archiviazione ed elaborazione installati nei laboratori, almeno 200, che saranno impegnati in queste ricerche.