da lhc uno sguardo all`universo

Da LHC uno sguardo alla "zuppa primordiale" di particelle Il Large Hadron Collider del CERN di Ginevra non è dedicato solo alla ricerca del bosone di Higgs: dallo studio delle collisioni di ioni pesanti vengono importanti indicazioni per la comprensione del plasma quark-gluonico, la "zuppa di particelle" presente nell'universo primordiale, in condizioni di densità di materia e di temperatura elevatissime (red)

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Un liquido "più perfetto" del liquido perfetto

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Da LHC uno sguardo alla "zuppa primordiale" di particelle

Esplorare lo stato

estremo della materia primordiale

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La transizione di fase del plasma a quark-gluoni Un liquido perfetto

fisica delle particelle cosmologia fisica

La scoperta del bosone di Higgs annunciata lo scorso luglio dai ricercatori del Large Hadron Collider (LHC) del CERN di Ginevra è stata certamente una pietra miliare per la fisica del XXI secolo, eppure nel giro di poco tempo altre importanti questioni potrebbero trovare una risposta, sia pure parziale. Una di queste è la costituzione della materia nei primi istanti dell'universo, denominata plasma quarkgluonico, per la quale si attendono le misurazioni condotte nel 2011 in quattro settimane di presa dati negli esperimenti ALICE, ATLAS e CMS presso 'LHC, misurazione che vengono presentate in questi giorni nell'ambito della conferenza Quark Matter 2012.

L'interno del rivelatore ALICE presso l'LHC del CERN di Ginevra (cortesia CERN)“Stiamo entrando in una nuova fase in cui non solo osserviamo il fenomeno del plasma quark–gluonico, ma siamo in grado anche di condurre misurazioni ad alta precisione grazie alla disponibilità di diverse sonde”, spiega Fabiola Gianotti, portavoce di ATLAS. “Questi studi contribuiranno in modo significativo alla comprensione dell'universo primordiale.” La possibilità di gettare uno sguardo nella zuppa primordiale di particelle è garantita dalla capacità di LHC di far collidere tra loro ioni pesanti ricreando così una densità di materia 100.000 volte maggiore di quella dell'interno del Sole e paragonabile a quella delle stelle di neutroni. Un altro parametro fondamentale in questo caso è quello dell'energia del plasma: quella raggiunta dall'LHC è del 38 per cento maggiore rispetto al primato finora ineguagliato raggiunto al Brookhaven National Laboratory nel 2010. Secondo la cromodinamica quantistica, la materia è formata da quark con diverse caratteristiche, mentre i gluoni mediano l'interazione forte che agisce tra i quark, facendo da “collante” (dall'inglese glue - “colla” - deriva infatti in nome di queste particelle). Negli istanti successivi al big bang, in virtù degli enormi valori dell'energia in gioco, questi due costituenti non si presentavano confinati nella materia ordinaria ma liberi, in uno stato che viene comunemente denominato plasma.

Collisioni di ioni pesanti rivelate da ALICE nel 2011 (cortesia CERN)Sempre secondo la teoria, una delle firme caratteristiche della formazione del plasma quark gluonico è la dissociazione del charmonium, frutto dell'associazione di un quark charm con il suo antiquark. Poiché interagiscono con il plasma quark gluonico, le coppie charm-anticharm sono una delle “sonde” scelte dagli esperimenti ALICE e CMS per verificare le caratteristiche di questo stato estremo della materia. Ma il menu sembra essere ancora più ricco e prevede anche lo studio della soppressione di stati quarkantiquark (quarkonium) e del jet quenching, il fenomeno in virtù del quale getti di particelle ad alta energia si frammentano in un denso plasma quark-gluonico. “CMS presenterà nuovi importanti risultati non solo sulla soppressione quarkonio, ma anche sulle proprietà fondamentali del di questo stato della materia e del fenomeno del jet quenching, ha sottolineato, Joseph Incandela, portavoce dell'esperimento CMS.