L'ESPERIMENTO SCIENTIFICO PIÙ GRANDE AL MONDO

A filmed tour of CERN by Jacopo D'Alesio (Jakidale) presenting the Large Hadron Collider (LHC) and CERN experiments. The host mixes accessible explanations (atoms→quarks→bosons, the Standard Model) with facility history (1954 founding, first synchrocyclotron 1957) and technical details: the LHC is a 27 km underground collider (~100 m deep) composed of many superconducting magnets and a chain of accelerators (linac → booster → PS → SPS → LHC). The video visits the CMS experiment underground, explains detector layers (pixel tracker, calorimeters, muon system), shows CMS magnet (3.8 T) and dimensions (~15 m diameter, ~20 m length, ~14,000 tonnes), and discusses operations, safety interlocks, data rates, and research goals (Higgs discovery, dark matter searches). It also highlights outreach (Science Gateway museum) and CERN’s collaborative culture.
Questions this video answers
27 km
About 100 metres
1,232 magnets (stated as total tested at S-M18)
11,800 A (eleven thousand eight hundred ampere)
About 100 tonnes of liquid helium
Chapters
Ok ok ok ok, questo è ufficialmente il posto più incredibile, assurdo e tecnologico dove io sia stato nella mia vita e probabilmente in tutto il mondo. Siamo al CERN, siamo 100 metri sotto terra e oggi facciamo un viaggio alla scoperta dell'universo.
Salve! Sono a Ginevra, a Svizzera, siamo al confine con la Francia. E oggi vi porto in un mondo dove l'infinitamente grande incontra l'infinitamente piccolo, il centro europeo per la ricerca nucleare, più comunemente noto come CERN, dove ci sono infiniti esperimenti dall'antimateria allo spazio e dove c'è l'acceleratore di particelle più grande al mondo. nonché di fatto l'esperimento scientifico più grande al mondo. Quindi mi sono intruffolato nei meandri di questo gigantesco laboratorio, ho parlato e intervistato una valanga di interessantissimi fisici e ingegneri, ho visto giganteschi macchinari attraversato i laboratori, tunnel, sono stato sottoterra per rispondere a due semplici domande. Come cavolo funziona questo posto e a cosa diamine serve? Partiamo dalle basi. Acceleratore di particelle. Anzitutto, di che particelle stiamo parlando? Il mondo, tutto quello che ci circonda e che vediamo, è fatto di materia. La materia è fatta da molecole, le molecole sono fatte da atomi, che sono rappresentati nella famosissima tavola periodica. Atomo deriva dal greco non divisibile, spoiler, sono in realtà divisibili, in quanto sapete che gli atomi hanno un nucleo, degli elettroni che ci girano intorno, questa è l'immagine che tutti abbiamo in mente quando si parla di atomo in realtà sarebbe più corretto più o meno mostrarli così perché gli elettroni sono una cosa un po' strana che non si capisce bene dove stanno il nucleo è fatto da neutroni e di protoni e in base a quanti protoni, neutroni ed elettroni ci sono si crea un po' tutto quanto ma qua viene il bello perché ci sono delle particelle ancora più piccole immaginatevi lì come i piccoli lego che compongano l'universo come per esempio i quark che si dividono in up, charm, top, down, strange, bottom poi ci sono appunto gli elettroni, i muoni, i tau con le rispettive antiparticelle I neutrini, dopodiché ci sono i bosoni, che sono le particelle mediatrici delle forze, tra cui i fotoni, quelli che per esempio ci portano la luce e l'energia del sole, i gluoni, come dice il nome glu, colla, che tengono insieme altre particelle, bosone Z e bosone W, di cui tra l'altro si è occupato il nostro grandissimo professor Carlo Rubbia, premio Nobel per la fisica 1984. E infine il famosissimo bosone di X. che è stato visto per la prima volta proprio grazie al CERN. Particella che dà in qualche modo la massa alle cose attraverso il campo di X. Insomma, è un gran casino. È tutto descritto nel modello standard dove sono descritte anche le quattro forze che regolano tutta la baracca. Nucleare forte, nucleare debole, elettromagnetica e gravitazionale. Pensate che tutto quello che vi ho appena descritto è solamente circa il 5% di tutto quello che dovrebbe esserci nell'universo. Il restante 95% non lo conosciamo, parliamo di materia oscura, energia oscura, i fisici di tutto il mondo ci stanno lavorando per capirci qualcosa. Ad ogni modo, al certo si fanno un sacco di esperimenti, ma quello che si fa nell'acceleratore di particelle è proprio accelerare delle particelle, tendenzialmente protoni o altri ioni, a velocità prossima a quelle della luce per poi farle scontrare tra di loro e provando a dividerle per vedere da cosa sono fatte, come reagiscono e come si comportano. Obiettivo? Capirci qualcosa di più su come funziona l'universo, tenendo poi sempre presente che un sacco di tecnologie utilizzate in ambito ingegneristico e medico, per esempio, sono proprio state scoperte e inventate al CERN, da internet fino a particolari cure per il cancro, per intenderci. Quindi, assolutamente non male, ma andiamo con ordine. Tutto parte nel 1954, dopo la seconda guerra mondiale, un gruppo di nazioni europee ed i fisici, tra cui il nostro Edoardo Amaldi, decidono di riunirsi in un unico gigantesco laboratorio internazionale senza intenti militari, solo per la ricerca libera ed indiscriminata. Si sceglie ovviamente la Svizzera per la sua neutralità e iniziano i lavori. E questo è il syncro ciclotrone, l'inizio di tutto. Siamo nel 1957, il primo esperimento qua al CERN, il primo vero acceleratore. È assurdo soprattutto pensando alla tecnologia dell'epoca, qua c'è un sacco di meccanica, ma il principio è esattamente lo stesso di quello che poi sarebbero stati i tutti primi. gli acceleratori successivi. Quello là sopra è un gigantesco elettromagnete che genera un campo elettromagnetico. Sotto il magnete c'è una camera che viene tenuta sotto vuoto da queste due gigantesche pompe. Da qua sotto entra dell'idrogeno ionizzato quindi si toglie un elettrone e rimangono solo i protoni che entrano nella camera a vuoto. Le particelle iniziano a girare sempre di più, sempre di più, aumentando sempre più il diametro fino a che il diametro non diventa talmente tanto grande che escono da questo tubo, qua immaginatevi che c'era un altro tubo, e si schiantano generando in questa collisione tante piccole altre particelle che poi appunto qua al CERN dal 1957 verranno studiate. Per farvi capire l'assurdità questa era la tecnologia dell'epoca. computer, né tantomeno simulazioni grafiche, solo qualche piccola prima calcolatrice e tanti calcoli sulle lavagne. Guardate che figo, tutto analogico, tutto elettromeccanico. Una delle prime particelle che è stata studiata grazie a lui è stato il pione, tra l'altro studiato proprio da due italiani, Maria e Giuseppe Fidecaro, e quindi se questo posto è esiste e anche grazie a questo primo esperimento che con tutte le limitazioni che c'erano negli anni 50 dava comunque i suoi primi frutti. Qual è il problema? Che se si vogliono vedere più particelle bisogna avere collisioni più grandi quindi avere particelle che vanno molto più veloce Negli anni successivi quindi si costruiscono acceleratori sempre più grandi, sempre più complessi fino a quello attuale, l'LHC, il grande collisore ad adroni. Un'enorme circonferenza di 27 km dove le particelle circolano a velocità prossime a quella della luce e dove in alcuni punti specifici avvengono appunto queste collisioni. Ora, siccome del maiale non si butta via niente, quasi tutti i vecchi acceleratori sono stati riamodernati e riciclati e formano quella che in realtà è la serie di acceleratori che compongono il grande acceleratore, in quanto per avere tutta quella velocità e tutta quell'energia le particelle partono prima da un acceleratore lineare, l'INEC3 o l'INEC4 si chiama, poi continuano a venire accelerate nel cosiddetto booster, sono quattro anelli con circoferenza di 157 metri, e da lì per continuare il loro giro passano nel sincrotrone a protoni, Un anello di 628 metri, fatto, pensate un po', nel 1959, che spinge le nostre particelle fino all'SPS, il super sincrotrone a protoni, 7 km di circonferenza, fatto nel 1976, dal quale poi escono i due fasci, uno in senso orario e uno in senso antegorario, che compongono l'LHC. Nel concreto, comunque, questo LHC è fatto da un tunnel sotterraneo, a circa 100 metri di profondità, e dentro questo tunnel troviamo quello che sembra un tubo, ma in realtà sono tante sezioni di questi magneti incredibili S-M18 è dove fanno la manutenzione di tutti i 1232 magneti che compongono LHC. Qua è dove testano i magneti. Immaginatevi il banco di prova di un'officina infinitamente più complicato perché anziché mettere la macchina e testare la macchina mettono i magneti, li collegano, ci sparano dentro l'elio, li raffreddano a meno 271 gradi celsius, ci buttano dentro un sacco di elettricità e verificano che tutto funzioni correttamente per poi portarli sottoterra nell'elecacivere proprio.
Innanzitutto quando parliamo di magneti non stiamo parlando dei magneti quelli che attacchiamo sul frigorifero di casa nostra, stiamo parlando di elettromagneti. Dei magneti che sono fatti con degli avvolgimenti di cavo in cui circola una corrente e che quindi produce un campo magnetico che può essere verticale, può ripolare, può essere diversi tipi di magneti. Talmente complesso e complicato, e io parlo sempre di magneti DLHC come delle Formule 1, che hanno la stessa complessità di una Formula 1. Immaginati di avere 2.000 magneti, 2.000 Formula 1 nel tunnel che devono tutte funzionare bene, sincronicamente, in maniera perfetta per poter far circolare le particelle e quindi avere le collisioni.
Ha una velocità molto più veloce delle Formula 1, le particelle.
Non parliamo di un fascio continuo di particelle ma parliamo di pacchetti di particelle in particolare nell'HC abbiamo 2800 pacchetti di particelle che circolano in una direzione e 2800 pacchetti di particelle che circolano in un'altra direzione e ogni pacchetto è lungo qualche centimetro diciamo una dimensione trasversale di qualche millimetro ogni pacchetto inoltre contiene tra i 120 e i 150 miliardi di particelle quindi stiamo parlando di migliaia di miliardi di particelle che circolano nell'HC ogni momento dell'operazione Questi pacchetti hanno una dimensione di qualche millimetro lungo tutta la traiettoria della macchina meno negli esperimenti perché negli esperimenti si schiacciano ulteriormente in modo da aumentarne la densità cosicché quando arriva una collisione testa a testa hanno una densità talmente elevata e il numero di collisioni è il più alto possibile. In questo momento arriviamo a 13-14 micron, quindi una frazione di capello umano. Immaginati di prendere due capelli umani e farli scontrare, non è proprio evidentissimo.
E pensate, quando si scontrano ci sono solamente 50 o 60 collisioni, talmente tanto sono piccole e difficili da scontrare queste particelle. Il vantaggio è che fanno un giro in solamente 89 millisecondi quindi fanno 11.000 giri al secondo e che vuol dire che si riescono a fare una valanga di informazioni, che vuol dire una valanga di dati, che vuol dire si spera tanti risultati e cose nuove da scoprire. Questa è proprio una riproduzione di quello che è l'LHC sottoterra. Abbiamo i magneti, siamo in questo tunnel a 100 metri di profondità. Qua dentro ci sono i due tubi dove passano in direzioni opposte le particelle o meglio i pacchetti di particelle. Adesso vi faccio vedere come sono fatti dentro. qua che roba guardate che meraviglia di ingegneria lì dove ci sono le lucine vedete è dove passano i pacchetti di particelle tutto attorno ci sono gli elettromagneti superconduttori quelli sono dei cavi di niobio titanio che vengono raffreddati pensate un po a meno 271 gradi celsius molto vicini allo zero assoluto questo perché i materiali a queste temperature fanno cose strane e diventano appunto super conduttori quindi possono condurre un sacco di elettricità senza perderne troppa in giro noi ogni volta che usiamo qualcosa di elettrico perdiamo un sacco di elettricità in calore che viene appunto dissipato dannatissima legge di ohm ecco i super conduttori in qualche modo se ne fregano Quindi qua dentro passano 11.800 Ampere. Ora, quanti diamine sono? Considerate che un phon, un asciugacapelli, consuma circa 4 Ampere di corrente, è come se avessimo 3.000 phon attaccati. Come si fa a raffreddare tutta la macchina? Si usa dell'eglio liquido che passa in quel tubo lì, tantissimo eglio liquido. In realtà il principio è più o meno lo stesso che c'è nei nostri frigoriferi, solo che nei nostri frigo abbiamo gas e pochissimo eglio liquido, circa 30-40 grammi più o meno. In tutto l'LHC abbiamo circa 100 tonnellate di elio liquido per raffreddare tutto quanto, quindi l'equivalente di più di 3 milioni di frigoriferi. Tuttavia, pensate che è talmente tanto ben isolato che l'esterno è praticamente a temperatura ambiente. In più, per concludere questa spiegazione interna, tutto ovviamente viene fatto sotto vuoto. Per farvi capire l'assurdità, qua vedete invece una serie di collegamenti. Guardate il livello di precisione che deve esserci. questa invece è una cavità radiofrequenza ed è la parte accelerante di tutta la macchina tipo giostra ogni giro qualcuno un.
Calcetto che ti fa accelerare le particelle e te le spedisce fino a quasi.
La velocità della luce allora fino a.
Quasi la velocità della luce. Le particelle che escono dall'SPS sono già quasi alla velocità della luce. L'HCI non fa altro che aggiungere un pizzichino in più. Non è tanto la velocità delle particelle che circolano nell'HCI che conta, ma l'energia delle particelle. LHC riesce ad aumentare l'energia di queste particelle ad un valore che non è mai stato raggiunto in nessun'altra macchina al mondo. Arriviamo a quasi 7 teraeletronvolt, un'energia equivalente all'energia cinetica, cioè l'energia di movimento di un 747 all'atterraggio. Immaginate un 747 a 150 km per ora.
Che sbatte contro un muro.
Dà l'idea di quanto siano potenti i fasci di LHC e idealmente pericolosi per i magneti, pericolosi per le strutture che sono nel tunnel, sicuramente non pericolosi per le persone perché la macchina è 100 metri sottoterra, i muri in cemento armato, le protezioni sono tali per cui nulla può uscire dall'LHC. Non hai il tempo di BOM, bottone di emergenza, no. Al minimo problema BOOM! estraggono le particelle, ci sono due tunnel che sono tangenziali all'anello della macchina, tunnel lunghi 300 metri, alla fine dei quali ci sono dei blocchi in graffiti da 60 centimetri di circonferenza, 7 metri lunghezza, dove le particelle BOOM! impattano.
La domanda delle domande, perché tutto quanto?
Perché vogliamo capire come siamo fatti, da dove arriviamo e fondamentalmente dove stiamo andando e la fisica ci aiuta a capire tutte queste cose, ci aiuta a capire da che leggi siamo dominati. L'LHC è un passo ulteriore nella conoscenza umana. Le tecnologie che si utilizzano qua trovano un'applicazione nella vita di tutti i giorni, che è delle applicazioni incredibili. Macchine come le LHC, ma ovviamente su scala molto più piccola, si utilizzano costantemente ogni giorno per trattare, per esempio, pazienti malati di cancro, perché si producono i fasci di particelle che bombardano il tessuto malato e distruggono localmente il tumore. Tutte le tecnologie che sviluppiamo, tante scoperte, tante evoluzioni scientifiche, che alla fine aiutano anche la vita di tutti i giorni, ci danno qualcosa in più per vivere meglio.
E la tua particella preferita qual è?
La mia particella preferita. Troppo scontato direi Bosone di X.
Quindi abbiamo visto com'è fatto LHC, adesso cerchiamo di capire come sono fatti questi punti di interazione, questi esperimenti dove i due faci si incontrano in un punto e avvengono le famose collisioni. Adesso siamo nella parte francese, lato totalmente opposto rispetto a dove eravamo prima e scenderemo 100 metri sottoterra nel cuore pulsante dell'acceleratore, il CMS, Compact Muon Solenoid. Cerchiamo di capire cosa vuol dire. E adesso quindi scendiamo giù giù giù giù giù. Non so se rende ma qua c'è uno dei buchi di servizio. Impressionante questa cosa. Voi la chiamate proprio caverna quella sotto?
Caverna, sì. Abbiamo due caverne sotto, una caverna di servizio e una caverna sperimentale.
Questo è un modellino della caverna, giusto?
Noi abbiamo come edi due buchi, si chiamano pozzi tecnicamente, vanno tutti e due a meno 100 metri, dove di fatto trasportiamo materiale. Il secondo, che è quello lì più grande, è quello da cui è stato sceso l'esperimento.
Bene, possiamo scendere sottoterra? Io ho una domanda semplicissima.
Sentiamo.
Perché sottoterra?
Tre ragioni diverse. La prima ragione è scientifica. Schermiamo dai raggi cosmici, quindi con l'esperimento misuriamo soltanto particelle che vengono fuori dalle collisioni. Seconda ragione tecnica, vogliamo uno strato di terra che sia stabile. Terza ragione, puramente politico-economica perché...
Spazio.
Spazio e il terreno sottoterra non è di proprietà delle persone che hanno la casa in superficie.
Chiaro.
Quindi sotto casa mia c'è il tunnel.
Intanto stiamo scendendo?
Sì, stiamo scendendo.
Meno 50... Meno 60. Io non penso di essere mai stato così tanto sottoterra.
Sì.
Ho un po' di ansia, ma mi hanno detto che è il posto più sicuro al mondo, quindi... Con tutti i.
Rivelatori che abbiamo, i controlli che abbiamo, sì.
Eccoci qua. Pazzesco, noi eravamo lassù.
Sono tutti quanti i rack dove abbiamo dei computer, dei sistemi di elettronica o dei power supply.
Ok.
Tutte le cose che servono per far funzionare il rivelatore e per raccoglierne i dati.
Guardate che follia tutti i cablaggi sotto tutti i server.
Allora, noi adesso siamo nella caverna di servizio. Possiamo arrivare fino a questa porta. Questa porta ci porta nell'acceleratore. Se apro la porta durante l'operazione spengo l'acceleratore.
Adesso entriamo nella caverna sperimentale. Pensate che noi adesso stiamo entrando come visitatori quindi ci hanno aperto le porte ma loro hanno un sensore di peso e il sensore degli occhi più degli infrarossi che verificano che non hanno niente addosso. Permesso? Oh, wow! Qua ci sono già un s... Eeeh! No, vabbè! Pazzesco! Eccoci! È incredibile questa cosa, l'ho sempre visto nei video, nei documentari, ma esiste per davvero! Adesso abbiamo la fortuna di vederlo aperto, perché in questo momento è fermo in manutenzione. Ovviamente quando è in funzione tutto si chiude. Tra l'altro pensate anche solo alla sfida ingegneristica di chiudere con precisione parti di questo genere. Non si muovono né su ruote né su rotaie, ma dentro quei pedini lì viene sparata dell'aria, si crea un cocinetto e poi con dei cavi vengono tirati. È incredibile perché probabilmente è l'oggetto tecnologico più grande che io abbia visto, perché sì, ci sono tanti oggetti giganteschi, ma qua ogni singolo centimetro è occupato da magneti, sistemi per prendere i dati, quindi fibre ottiche, cavi, proprio perché stiamo parlando di particelle infinitamente minuscole, addirittura alcune di queste particelle non hanno massa, che è una cosa un po' strana, ma siamo in grado di osservare anche in qualche modo qualcosa che non ha massa. Le particelle collidono e bisogna appunto riuscire a tenere traccia di tutto quello che succede. Così si può studiare come si sono divise le particelle, che particelle sono state generate, che particelle esistono, che comportamenti hanno e grazie a tutti questi studi capire poi quelle che sono le leggi fondamentali di tutta la baracca, di tutto l'universo. Pensate che le condizioni che si verificano durante una collisione sono praticamente le stesse che sono avvenute un milionesimo di un milionesimo di secondo Dopo il Big Bang l'universo è nato 14 miliardi di anni fa, circa, immaginatevi poter ammirare quello che succede un piccolissimo istante dopo. Quindi di fatto possiamo vederlo o come un gigantesco microscopio o come una gigantesca macchina del tempo appunto per andare indietro di 14 miliardi di anni.
Nell'Esperimento vedi un sacco di strumenti diversi questi strumenti ti servono per misurare diverse proprietà delle particelle è come se facessimo tante foto con tanti tipi di apparecchi diversi e questo è fatto tutto a strati come se fosse una cipolla il primo rivelatore che hai intorno al punto di collisioni, fa parte del sistema di tracciatore ed è fatto con una tecnologia di pixel, come un televisore.
Ah sì, si dice rivelatori, non rilevatori, perché rivelano in qualche modo, è molto più poetico. Poi c'è uno strato fatto da tracciatori a silici, calorimetro elettromagnetico e adronico.
Quando vengono investiti dalle particelle fanno una doccia di luce che viene poi catturata da un sistema che ti dice quanta luce è arrivata e quindi misura l'energia. Questo cilindro grande è il magnete di CMS. Perché ci serve un magnete? Ci serve un magnete perché quando le particelle sono cariche, a seconda del campo magnetico in cui passano, avranno una traiettoria curva. E questo ci permette di differenziarle.
È tipo un setaccio?
È tipo un setaccio. Ti aiuta, se vuoi, a vedere una proprietà addizionale delle particelle.
Magnete che è potentissimo?
Magnete potentissimo. È un magnete superconduttivo che arriva fino a 3,8 Tesla, quindi è il più grande al mondo mai costruito di questo tipo ed è stato fatto in Italia. I pezzi del rivelatore sono costruiti in un sacco di istituti in giro per il mondo. Tu devi pensare che la collaborazione CMS è fatta da 6.000 e 33, 34, poi cambiamo tutti i giorni, collaboratori. Ed è solo grazie a questi 6.000 che riusciamo a fare un lavoro di questo tipo.
Quindi praticamente è tutto dentro, poi c'è il magnete, poi tutto quello che è fuori.
Tutto dentro, poi c'è il magnete, poi tutto quello che è fuori. Attenzione! Quello che è fuori è la M di CMS. È il sistema di rivelatori A. Muoni.
Se vi ricordate i muoni sono una delle particelle fondamentali, cugini in qualche modo degli elettroni, solo che a differenza degli elettroni che ronzono intorno agli atomi, che conosciamo benissimo nella vita di tutti i giorni perché tutto ciò che è elettrico o magnetico è grazie ad elettroni, i muoni sono molto timidi e tendono a scappare, ma non sfuggono al CMS, che abbiamo detto compact, muon, solenoid, solenoid perché c'è un magnete, è in grado di vedere i muoni, non chiedetemi perché l'hanno chiamato compact, cioè è gigantesco, però effettivamente per avere dentro tutta sta roba è Gli scienziati hanno tutto un loro concetto di compatto. Comunque non so se rendono le dimensioni ma parliamo veramente di un bestione. Sono 15 metri di diametro. Se vedete le persone là sotto insomma si capisce che è veramente gigante. Sono una ventina di metri di lunghezza e in totale tutto quanto pesa 14.000 tonnellate. Una macchina utilitaria pesa circa una tonnellata quindi immaginatevi 14.500 accatastate. Ecco questo è il peso di tutto quanto. Quella è una persona per farvi capire le dimensioni, cioè è veramente un qualcosa di assurdo. Tutto questo qualche anno fa vi ha permesso di osservare, verificare, vedere che esiste veramente il bosone di X.
Assolutamente.
E com'è andata?
No, l'abbiamo visto soltanto noi, l'abbiamo visto noi e l'ha visto Atlas. Ai tempi i fisici che fanno l'analisi hanno raccolto tantissimi dati, li hanno come si dice segretati perché quando tu stai cercando una cosa specifica non vuoi essere deviato nel tuo modo di osservare i dati da quello che già vorresti andare a scoprire e poi a un certo punto hanno fatto l'unblind e hanno visto che c'erano effettivamente degli eventi che provavano l'esistenza del bosone di Higgs. Si sono parlati i due esperimenti e hanno detto sì, lo vediamo assolutamente tutti quanti, possiamo annunciare la scoperta. È stato un momento molto emozionante per tutti quanti.
Tutto il CERN in festa.
Assolutamente, c'era la gente che ha campeggiato davanti all'auditorium per riuscire a entrare nel momento in cui veniva fatta l'annuncio.
Va bene, abbiamo visto il Bosone Dix, esiste, ma tutto questo in futuro cosa cerchiamo? Cosa ci farà scoprire?
Ci farà scoprire e soprattutto capire meglio qualcosa del restante 95-96% che non conosciamo perché la nostra conoscenza della materia in quanto tale è limitatissima Io starei qui.
Tutto il giorno a vedere quello che combinano anche perché c'è gente che sale, che scende, che costruisce, che aggiorna, ma abbiamo un sacco di altre cose da vedere. Adesso riprendiamo l'ascensore. Pensate che una cosa divertente è che in tutti i palazzi se c'è un'emergenza, un incendio o quant'altro si prendono le scale e non l'ascensore. L'ascensore del CERN è talmente tanto sicuro che è studiato appositamente per essere utilizzato in eventuali emergenze. Infatti tutta la camera dell'ascensore è protetta ed è in sovrappressione, quindi ha una pressione maggiore rispetto a quella che c'è qua e quindi qualsiasi cosa succeda l'ascensore è la cosa più sicura dove possiamo andare, anche se comunque in realtà non è mai successo niente di grave perché gli standard di sicurezza qua dentro sono elevatissimi. Torniamo in superficie. Dopo CMS ho fatto un giro veloce di tutti gli altri esperimenti, senza scendere sotto terra, dove ho incontrato Valentina, Chiara e Sara, che mi hanno raccontato un sacco di cose bellissime, ci vorrebbe un video per ogni esperimento, dannazione. In sostanza comunque Atlas fa più o meno le stesse cose che fa CMS, quindi guardano un po' tutte quante le particelle, con però diverse tecnologie e giganteschi magneti toroidali. Giusto per farvi capire le dimensioni, questo sono io. E hai detto che sono ancora più grandi quelli veri.
Se questo è soltanto 9 metri l'esperimento diventa 25 metri.
Ok, 25 metri.
Wow. 25x45 l'esperimento interno.
Pazzesco. Alice, o Alice che dir si voglia, fa collidere ioni di piombo per ricreare il cosiddetto plasma primordiale, quello che all'inizio di tutto costituiva tutto quanto. E qua possiamo vedere la parte più interna del rivelatore. Guardate la complessità e l'immensità di cavi che ci sono qua dentro, vedete? Le particelle passano qua dentro e lì in mezzo si scontrano. E quindi qui, studiando questo plasma, si cerca di capire qualcosa in più su questi gluoni, sui quark, come interagiscono, come sono tenuti insieme. Mentre in LHCb si studiano i beauty quark. Sì, io sto scoprendo un mondo, eh, per me è un po' tutto arabo, però è tutto bellissimo. Ed è incredibile come spiegate queste cose, hanno per la fine particelle, però questo si muove, questo si sposta, li avete chiamati strano, bello, brutto.
Esatto.
Bellissimo. meraviglioso e poi è incredibile quanto diamine servono delle cose gigantesche per studiare delle cose minuscole alcune non hanno neanche massa wow e poi ci sono io che faccio domande stupide e com'è passare dalla Calabria alla Svizzera Bella differenza. E ho una domanda. I fisici del CERN guardano Big Ben Theory?
Alcuni fisici lo guardano, io lo adoro, è bellissimo.
E quanto è affidabile dal punto di vista fisico?
Tanto. Vabbè, alcune delle parti sono un po' più canzonate quando vincono il premio Nobel così in uno schiocco, quello non tanto. Però, per esempio, i disegni che sono sulle lavagne di Sheridan sono fatti da fisici e ce n'è uno famosissimo che spiega il decadimento del cork top, realistico, lo metto anche nelle mie slide, d'accordo?
Ok, fighissimo. Quindi Sheldon sempre sul pezzo. E adesso un po' di cibo per la scienza. Tutto molto buono. Comunque è incredibile pensare che qua, tra queste persone, molto probabilmente ci sono dei futuri premi Nobel e qualcuna di queste persone magari scoprirà qualcosa che l'umanità non ha mai conosciuto. Considerate che il Cerno è veramente una città, ci sono negozi, banche. Una cosa divertente è che le vie sono i nomi dei grandi scienziati della storia. Ma la cosa forse più bella è che è anche un luogo aperto a visitatori di tutto il mondo. Infatti da poco è stato aperto il nuovo museo, il Science Gateway, inaugurato dalla nostra Fabiola Gianotti, che è in questo momento la direttrice del CERN, e disegnato dal buon Renzo Piano, dove si possono vedere un sacco di cose dell'acceleratore e non solo. Dallo spazio alla fisica quantistica ci sono tutta una serie di attività interattive, un super grazie a Margherita che mi ha fatto tutto un tour, abbiamo giocato al ping pong quantistico, fatto dei piccoli esperimenti, giochi interattivi per capire come funzionano le particelle, E' la missione che hai vinto, sì! Ma vieni! E oltre a essere veramente esteticamente fighissimo c'è veramente tantissima roba. Pensate, c'è pure il computer da cui Tim Berners-Lee ha creato il World Wild Web. Grazie a questo coso qua è nato internet, capito? Senza di lui e senza il buon Tim probabilmente voi non starete guardando questo video. Tra l'altro vi faccio vedere due chicche. Là c'è scritto questa macchina è un server, non spegnerla. Proprio perché ai tempi non esistevano i server, quindi questo di fatto è il primo server della storia. E tra l'altro era un next, quindi c'è lo zampino di Steve Jobs anche qua. Insomma, se passate per Ginevra, super consigliato, vi lascio tutti i link in descrizione. Non voglio essere di parte, però è uno dei musei più belli che io abbia mai visto nella mia intera vita, perlomeno di scienza. E ci sono anche dei workshop super interessanti. Con Virginia, che è proprio fisica delle particelle, abbiamo fatto un piccolo esperimento Questo è un piccolo tubo catodico, è lo stesso principio dei vecchi televisori e proviamo ad accelerare degli elettroni, le piccole particelle di carica negativa che girano attorno agli atomi. Qua vengono generati gli elettroni e poi con il campo elettrico viene creato il fascio. Adesso spegniamo le luci e vediamo se funziona veramente. Accendiamo... vedete questa piccola luce rossa sono tanti elettroni eccitati ora li acceleriamo e guardate cosa succede abbiamo creato un fascio di elettroni che come vedete vanno poi a sbattere contro la fine del tubo catodico questo è un normale magnete e guardate che effetto fa guardate come lo curvo ecco se vogliamo fare lo step successivo anziché usare un normale magnete usiamo un elettromagnete col quale possiamo andare a deviare il nostro fascio in maniera ancora più precisa guardate che figo elettroni che deviano elettroni l'appetito viene mangiando quindi stessa cosa un po' più in grande con degli elettromagneti più precisi guardate che figo esattamente lo stesso principio quindi creiamo il nostro fascio e poi possiamo curvarlo e andare a fare Un cerchio completo. Possiamo ingrandirlo, possiamo farlo più piccolino. Veramente incredibile. Ecco, questo è esattamente quello che fanno le particelle nell'LHC, solo che anziché un piccolo cerchio, fanno 27 chilometri di cerchio. E in LHC non si usano elettroni, ma si usano protoni. Per il resto stesso concetto. E fin qui ci siamo. Tutto molto bello. Così sembra tutto semplice, ma la cosa bella è che ci sono un sacco di cose che gli scienziati non conoscono. Io però ho un'altra domanda, perché noi vediamo materia attorno a noi, nell'universo, le stelle, però poi si è scoperto che in realtà è solo il 5% di tutto. E tutto il resto cosa diamine è?
Eh, se lo sapessi, guarda, volentierissimo vincerei un Nobel l'anno prossimo. In verità che non lo sappiamo, però ci stiamo lavorando su, perché il 95% i teorici, noi siamo sperimentali, ma i teorici ci dicono che è composto di materia oscura e di energia oscura. Quindi la materia oscura si sa che esiste, perché i cosmologici, quindi quelli che studiano gli astri, ci dicono che dalle loro misure loro possono vedere che questa materia esiste. Non è che proprio la vedono, perché infatti si chiama oscura proprio perché non è nel visibile, non è nell'intervallo di luce che normalmente noi vediamo. Per questo motivo, visto che non la si conosce e non è nel visibile, viene chiamata materia oscura. Il resto è ancora più elusivo perché è l'energia oscura e quindi l'energia oscura si rifà ancora una volta ad Einstein perché si ritorna sempre ad Einstein in un modo o nell'altro. Fino agli anni 90 si pensava che l'universo fosse in espansione e che ogni tanto tornasse verso l'indietro. Ora invece grazie a Hubble, che abbiamo mandato nello spazio negli anni 90, si sa che è semplicemente in espansione. Espansione verso dove? È difficile da dire, sembra quasi filosofia perché lo dice se già è l'universo verso dove si espande. In verità questo tipo particolare di energia ci permetterebbe di creare del nuovo universo, quindi quella è davvero la prossima frontiera. Al CERN non siamo capaci di studiare l'energia oscura ma ci stiamo dedicando fortemente sulla materia oscura.
Figo, fighissimo. Mi sembra un po' fantascienza quando sento parlare di materia oscura, energia oscura, però esiste veramente. Non sappiamo come sia, non sappiamo ma esiste. Ultima domanda, che cos'hai sulla maglietta?
O esattamente la lagrangiana. Praticamente tutta la spiegazione in una forma estremamente compatta.
Cioè questa cosa qua che sembra aramaico.
Antico... Si spiega dell'interazione tra le forze, i diversi tipi di materia e tutta l'interazione tra di loro. Quindi è tutto molto compatto, estremamente molto compatto.
Bellissimo. Ed ecco come sono diventato vittima del marketing del CERN e ho comprato anche io la maglietta. In tutto questo però cosa ci manca da vedere? Il cervello, il centro operativo da dove viene diretto tutto il CERN, la cosiddetta control room. Qua mi dicevi quando è in funzione tutto quanto, tutto pieno, 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
Facciamo tre turni di 8 ore, che quindi coprono le 24 ore. Dopodiché, durante il giorno, in realtà c'è molta più gente delle due persone per isola.
E c'è il famoso pulsante rosso per fermare tutto? Vediamo.
Sì, questo qui è il pulsante rosso per fermare tutto. In caso di problema, in caso succeda qualcosa, è il primo modo per gettare il fascio dell'HC. Questo perché se vediamo un segnale che va storto, è molto più rapido e più sicuro. Nel senso che questo ha un cavo che va direttamente al sistema di protezione.
I cavi e i tasti fisici funzionano sempre?
Sì, funzionano sempre, sono la cosa migliore. Tutti gli interlock veri, quelli di protezione, sono fatti... Tipo quelli là? Esattamente. Questo qui, che sembra un po' il pannello che fa un po' specie in tutta questa tecnologia, è fatto così per questa ragione, perché questo è il controllo del sistema di accesso. E poi arriviamo qui e dobbiamo fisicamente muovere questa chiave qua sopra. Se questa chiave non è qui, il fascio non può circolare. Se queste chiavi non sono qui e lì, Il fascio non può entrare.
E qua ci sono tutti gli esperimenti. Atlas, Helis, CMS e l'HCB. Vedo un sacco di bottiglie. Andiamo a vederle.
Queste sono una misura del successo. Ogni volta che l'HC ha fatto vedere che effettivamente ha ritrovato particelle che già esistevano, che avevamo visto con altri acceleratori, che quindi ha dimostrato che tutto il sistema funzionava, si stappa qualcosa.
Tu hai una tua bottiglia preferita, un tuo traguardo preferito?
No, queste qua, ma semplicemente perché questo no, non è per il traguardo.
E a tutti i vari complottisti che credono che qua si generino buchi neri che possono distruggere il pianeta, cosa diciamo?
Che non è vero, che non è vero, che non c'è nessun problema, non c'è nessun rischio, che tutto è sotto controllo e che sappiamo cosa stiamo facendo.
E se succede qualsiasi cosa qua appaiono cose e spengono tutto in caso.
Esattamente, la peggiore delle cose possiamo danneggiare un pezzo degli acceleratori, ma niente di più.
Che dire, quindi un grazie a tutti quelli che hanno permesso la realizzazione di questo video e una menzione speciale anche a tutti i fisici e gli uomini di scienza del passato, grazie ai quali forse sappiamo qualcosina del mondo, anche se rimangono tantissimi misteri ancora. Qual è la cosa più bella del CERN? Se ne devi scegliere una.
Se ne devo scegliere una? CMX?
Ovviamente.
Dovrei rispondere alla fisica? Ma se devo dire veramente quello che mi piace di più di stare qui è l'ambiente e il fatto che tutti insieme si cerchi di arrivare ad un obiettivo comune.
Hai gente da tutto il mondo, di.
Qualsiasi cultura, religione, etnia.
Da posti diversi, con culture diverse.
Lavorare qua significa conoscere molte culture Quindi.
L'Ambiente che si crea è molto molto aperto, molto di collaborazione.
Ma anche le persone comuni che vengono per vedere quello che facciamo noi, che rimangono sbalordite davanti alle strutture imponenti che abbiamo costruito e le alte tecnologie che utilizziamo.
Se qualcuno cerca e è interessato a esplorare il mondo e esplorare il genere umano, direi che il CERN è il suo posto.
E questa secondo me è la cosa più bella, è un po' più un crocevia di gente interessante, ecco direi così Accrescere la nostra conoscenza, andare al di là di quello che sappiamo oggi e capire meglio il mondo Perché?
Perché se non facciamo questo smettiamo di andare avanti, perché questo è cercare di capire che cosa regola le leggi del mondo, perché siamo qui, che cosa ci facciamo possibilmente e come funzionano le cose. Siamo costantemente messi in competizione con cercare di capire perché succedono certe cose. Questo per me è quello che mi fa alzare la letto la mattina.
Quindi da Yaki e dal CERN era tutto. Ci sarebbero infinite cose da dire su questo posto, su come funziona, sul mondo. Spero di avervi dato un'infarinatura generale. Magari ci torneremo a vedere altre cose, a vedere altri esperimenti, a vedere altre persone e conoscere tutto quello che ci circonda, ma per ora era tutto. Ci vediamo prossimamente con prossime cose in giro per il mondo. Ciao, ciao, ciao.
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