La rana che russa

L'anfibio fra due mondi: lo stagno degli scienziati e la terra dei curiosi

Come funziona un acceleratore di particelle?

1 Commento

Da una piccola bombola, alle grandi scoperte della fisica delle particelle. O alla distruzione delle cellule tumorali. Tutto inizia da una piccola bombola di idrogeno. Da questa si ottengono i protoni con delle scariche elettriche che strappano gli elettroni agli atomi, ionizzando cioè il gas.

Ecco da dove parte un acceleratore. I protoni così ottenuti vengono poi inviati a un LINAC, un acceleratore lineare. Qui, grazie a onde elettromagnetiche che viaggiano lungo il tubo, come cavalloni marini, le particelle corrono sulla cresta dell’onda, acquistando sempre più velocità. I nostri piccoli “lavoratori” corrono in tubi dove è stato fatto il vuoto: altrimenti, per loro, sarebbe come cercare di fare una gara di velocità in mezzo a una densa folla. 

Dall’acceleratore lineare, una volta raggiunta l’energia giusta, i protoni entrano in un tubo a forma di ciambella (il più grande, il Large Hadron Collider del CERN di Ginevra, ha un diametro di circa otto chilometri e mezzo!), detto sincrotrone. Qui, un tipo di magneti (i dipoli) fa sì che le particelle rimangano su una traiettoria curva, mentre un altro tipo (i quadrupoli) mantiene i protoni vicini tra loro e non lascia che si allontanino dal centro del tubo, loro “pista” ideale.

Il tunnel di LHC, il più grande e potente acceleratore di particelle costruito (Cortesia: ATLAS Experiment © 2014 CERN).

Per accelerarle, invece, si usano campi elettrici: in alcuni punti della ciambella sono situate le cavità risonanti, in grado di dare ai protoni, che sono particelle cariche, una spintarella a ogni passaggio. Questo le fa diventare sempre più veloci, ma… non solo.

Raggiunta una velocità molto vicina a quella della luce, che è insuperabile, le particelle non possono più accelerare: che cosa succede allora? Invece di aumentare la loro velocità, aumenta la loro massa, come prevede la relatività di Einstein. È come se i protoni diventassero più “pesanti”. Queste particelle sempre più energetiche sono utilizzate dai fisici per produrre, facendole scontrare frontalmente tra loro o con un bersaglio, particelle di massa sempre più grande. Protoni di energia più modesta vengono utilizzati da alcuni anni come precisissimi killer in grado di raggiungere le masse tumorali più inaccessibili. Dalla fisica alla medicina, la ricerca trova soluzioni per la curiosità e per ostacoli che all’uomo potevano sembrare insormontabili.

 

Annunci

Autore: Giulia Negri

Comunicatrice della scienza, grande appassionata di animali e mangiatrice di libri. Nata sotto il segno dell'atomo, dopo gli studi in fisica ha frequentato il Master in Comunicazione della Scienza “Franco Prattico” della SISSA di Trieste. Ama le videointerviste e cura il blog di recensioni di libri e divulgazione scientifica “La rana che russa” dal 2014. Ha lavorato al CERN, in editoria scolastica e nell'organizzazione di eventi scientifici; gioca con la creatività per raccontare la scienza e renderla un piatto per tutti.

One thought on “Come funziona un acceleratore di particelle?

  1. Pingback: Il CERN di Ginevra si tinge di giallo | La rana che russa

Rispondi

Effettua il login con uno di questi metodi per inviare il tuo commento:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...