1/ Come promesso cercherò di parlare un po’ della fisica di ALICE che è l’esperimento dove lavoro io. Faccio una breve e molto incompleta introduzione al #CERN: Il sito del CERN si estende in piccola parte sul territorio svizzero e per il resto sul territorio francese 👇👇👇 
2/ Le installazioni si dividono in due grandi categorie: l’acceleratore di particelle (LHC, Large Hadron Collider, produce collisioni tra protoni o ioni) e i grandi esperimenti: ALICE, ATLAS, CMS e LHCb. Ma ci sono anche altri esperimenti più piccoli che fanno cose interessanti.
3/ Quando LHC è in funzione circolano 2 fasci di protoni/ioni in senso opposto che vanno in collisione contemporaneamente proprio nei centri dei 4 grandi esperimenti che registrano i frammenti originati dalle collisioni. Questi frammenti altro non sono che nuove particelle.
4/ Perché 4 esperimenti ? Perché fanno cose diverse. ATLAS e CMS sono dedicati alla fisica del bosone di Higgs; essendo misure mai fatte prima, farle con due esperimenti diversi ci mette al riparo dal prendere qualche “cantonata”.
5/ LHCb (da non confondere con l’acceleratore LHC) è specializzato nello studio del decadimento (trasformazione) di particelle molto sensibili all’asimmetria tra materia ed antimateria. Infatti non sappiamo bene perché nell’universo c’è più materia che antimateria.
6/ Veniamo ad ALICE: siamo specializzati nello studio della cosiddetta materia primordiale. Questo stato della materia era presente 1 milionesimo di secondo dopo il Big Bang. Quando LHC passa dalle collisioni tra protoni a quelle tra ioni di piombo ALICE “aguzza la vista”.
7/ Prima di tutto vediamo che differenza c’è tra una collisione tra protoni e una collisione tra ioni di piombo. Usando una metafora possiamo dire che c’è la stessa differenza che passa tra lo scontro di due automobili e quello di due locomotive.
8/ Ricordate come è fatto un atomo? Sapete che i protoni (ed i neutroni) costituiscono il nucleo e gli elettroni orbitano intorno. Vi ricordo che le cose sono molto più complicate di così ed il modello “mini sistema solare” è molto lontano dalla realtà. Per il momento però è OK.
9/ Ci dobbiamo anche ricordare che il protone (ed il neutrone) sono circa 2000 volte più massicci di un elettrone ed al contrario di quest’ultimo NON sono particelle elementari. Infatti "dentro" i protoni ed i neutroni ci sono altre particelle: i quark ed i gluoni.
10/ I protoni sono “assemblati”. Sono fatti da 3 quark che sono tenuti insieme, letteralmente “incollati”, da un grandissimo numero di gluoni che fanno la spola tra i protoni. Idem per i neutroni. I gluoni trasportano la forza nucleare. Quark e gluoni sono veramente elementari.
11/ Come gli elettroni (di cui però non parleremo molto qui), quark e gluoni non possono essere spaccati in nessun modo. Quello che possiamo tentare di fare è di spaccare un protone o un neutrone per vedere che diavolo combinano i quark e i gluoni quando li liberiamo.
12/ Qui vediamo subito una cosa strana: per quanto si provi, spaccando un protone non si riesce mai a liberare i quark che sono contenuti all’interno. Se diamo una bella “mazzata” di energia al protone ci ritroviamo alla fine con un sacco di particelle nuove ma mai con dei quark!
13/ La prima domanda che potreste fare è: quark a parte perché se do energia al protone creo particelle? La risposta la intuite se pensate alla relazione massa-energia della relatività. Se E=MC2 e ci scordiamo un attimo C che è solo un numero l’equazione ci dice che E=M.
14/ E=M vuol dire: se ho energia posso creare massa: un po’ come la moneta, se ho i soldi compro un panino. Quindi quando faccio scontrare protoni ad energie enormi con quell’energia extra mi aspetterei di poter liberare i quark dentro i protoni e/o anche di crearne di nuovi.
15/ Invece nulla. Continuo a vedere altri protoni, neutroni, e altre particelle come pioni (che sono fatti da due quark invece che tre) ma di quark liberi manco l’ombra. Ma se … tutte queste particelle fossero proprio una sorta di “ombra” proiettata dai quark?
