1/ Parliamo ancora della sensibilità di #LHC. Abbiamo già visto che l’anello dell’acceleratore si deforma a causa delle forze di marea esercitate sulla crosta terrestre dal sistema luna-sole. Oggi vediamo se e come eventi sismici possono essere in qualche modo “visti” da LHC. 👇 
2/ Come per le maree, ogni perturbazione meccanica dell’anello di 27 km sarà più visibile durante le collisioni. Questo perché, essendo la sezione dei fasci inferiore a quella di un capello, l’accuratezza richiesta per andare in collisione è dell’ordine di una parte per miliardo.
3/ Prima di tutto vediamo che tipo di onde sismiche possono interagire con la struttura meccanica di #LHC.
Per semplificare faremo riferimento a parametri medi come la velocità (tra i 4 e i 6 km/secondo) e ai soli tipi di onda P e S (longitudinale o trasversa).
Per semplificare faremo riferimento a parametri medi come la velocità (tra i 4 e i 6 km/secondo) e ai soli tipi di onda P e S (longitudinale o trasversa).
4/ Il passaggio di un onda sismica attraverso l’acceleratore mentre i fasci circolano ha ovviamente un effetto sull’orbita delle particelle in movimento per lo stesso motivo visto per l’influsso della marea (deformazione terreno cambia posizioni magneti).
5/ Le onde P comprimono e allungano l’anello (e l’orbita delle particelle) facendolo oscillare tra le forme un’ellisse e di un cerchio. Le onde S invece “torcono” l’anello dell’acceleratore. Ovviamente sono effetti minimi e senza conseguenze se non di degradare le prestazioni.
6/ Analizzando le prestazioni di #LHC sono stati “visti” alcuni terremoti che hanno alterato (ridotto) il tasso di collisione. Uno lo ricordiamo bene: quello che colpì l’Emilia il 20 Maggio 2012. L’altro invece accadde in Costa Rica il 05 Settembre 2012.
7/ Il terremoto che colpì l’Emilia il 20 Maggio 2012 fu di magnitudo 6 della scala Richter. Ci furono due scosse (02:01 e 02:03). Il tempo di propagazione delle onde sismiche fino a Ginevra è di circa 2 minuti e in quel momento in #LHC i fasci erano in collisione.
8/ Ecco cosa si vide: una diminuzione improvvisa del 7% del rate di collisione tra protoni circa due minuti dopo l’evento sismico in Emilia. Dopo qualche minuto ancora, passato il treno di onde sismiche attraverso l’acceleratore, le collisioni tornarono al tasso normale.
9/ Il terremoto che colpì il Costa Rica il 5 Settembre 2012 fu di magnitudo 7.6 scala Richter. L’evento accadde alle 14:42 UTC e le onde sismiche percorsero quasi 6000 km in mezz’ora ed arrivarono a Ginevra verso le 15:06 UTC. In quel momento in #LHC i fasci erano in collisione.
10/ Anche in questo caso si vede chiaramente il disturbo nella curva del rate di collisione. Le prime onde arrivarono alle 15:06 e continuarono a passare per circa 1 ora. L’effetto questa volta fu attenuato dal fatto che le onde dovettero percorrere migliaia di chilometri.
11/ A causa del lungo viaggio delle onde sismiche la perturbazione sul rate di collisione è meno spettacolare ma guardando le oscillazioni della posizione radiale del fascio si vede chiaramente un treno d’onda durato 1 ora di periodo 25s, lunghezza d’onda 100km e velocità 4 km/s.
12/ Quindi #LHC oltre ad essere l’acceleratore di particelle più potente del mondo è anche uno dei sismografi più sensibili al mondo. La cosa non sorprende quando si parla della macchina più complessa mai costruita dall’uomo con sensibilità di 1 parte per miliardo!
12b/ Il materiale usato per questo thread viene da una presentazione di P. Fessia,, M. Fitterer, H. Mainaud Durand, D. Mergelkuhl, B. Salvachua, J. Wenninger.
12c/ Voglio anche esprimere un pensiero affettuoso per il Prof. @enzo_boschi che è stato uno dei miei primi follower. Sono sicuro che avrebbe gradito questo thread.
