{"id":148,"date":"2008-12-16T12:35:46","date_gmt":"2008-12-16T11:35:46","guid":{"rendered":"http:\/\/archivio.fcvg.it\/?p=148"},"modified":"2020-02-17T15:41:00","modified_gmt":"2020-02-17T14:41:00","slug":"aggiornamenti-su-lhc","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.fcvg.it\/archivio\/?p=148","title":{"rendered":"Aggiornamenti su LHC"},"content":{"rendered":"

\u00c3\u02c6 da un po’ che nessuno parla pi\u00c3\u00b9 di LHC. La mobilitazione di massa per impedire che l’universo venisse risucchiato da un buco nero \u00c3\u00a8 oramai un ricordo sfumato nella mente dei pi\u00c3\u00b9 e (sperabilmente) non avr\u00c3\u00a0 un revival. Tuttavia negli ultimi mesi le cose non si sono fermate.<\/p>\n

Ci eravamo lasciati<\/a> con LHC fermo per un guasto. Per capire cos’\u00c3\u00a8 successo e cosa sta succedendo dobbiamo fare un brevissimo riassunto di come funziona un acceleratore di particelle: in un acceleratore si prende “qualcosa” (dove il qualcosa possono essere elettroni, protoni, ioni o qualunque altra cosa elettricamente carica di facile reperibilit\u00c3\u00a0) e la si mette in un campo elettromagnetico. Questo campo ha due scopi: il primo \u00c3\u00a8 di “confinare” queste particelle (ovvero evitare che vadano a giro), il secondo \u00c3\u00a8 di dargli delle “spinte” in maniera che queste aumentino gradatamente la loro velocit\u00c3\u00a0. Una volta che ho abbastanza particelle e che queste hanno l’energia (che \u00c3\u00a8 data dalla loro massa e dalla loro velocit\u00c3\u00a0) che mi serve prendo due “gruppi” di queste particelle e li faccio sbattere l’uno contro l’altro (in gergo “collidere”) e studio cosa viene fuori. Dato che il risultato di queste collisioni \u00c3\u00a8 predicibile con le varie teorie fisiche io posso testare, validare o falsificare queste teorie. Allo stato attuale abbiamo un’idea abbastanza precisa di come funzioni la fisica delle particelle fino a certe scale di energia. Per andare oltre abbiamo bisogno che le nostre “particelle” collidano l’una contro l’altra con energia maggiore.<\/p>\n

Man mano che l’energia in gioco aumenta il campo elettromagnetico che serve per contenere il fascio, per accelerarlo e per curvarlo cresce e cresce la quantit\u00c3\u00a0 di corrente elettrica necessaria a generarlo. A LHC i campi necessari per controllare il fascio sono tali che non sarebbe possibile realizzarli a temperatura ambiente; anche usando i materiali migliori disponibili la corrente necessaria scalderebbe cos\u00c3\u00ac tanto (per via dell’effetto Joule) da fondere tutto. \u00c3\u02c6 quindi necessario sfruttare il fenomeno della superconduttivit\u00c3\u00a0 in modo che la corrente possa scorrere liberamente senza incontrare alcuna resistenza elettrica e, soprattutto, senza scaldare.<\/p>\n

Il problema della superconduttivit\u00c3\u00a0 \u00c3\u00a8 che si ottiene solo a basse temperature. Per questo i grossi magneti usati per controllare il fascio sono raffreddati con elio liquido alla temperatura di 1,9 Kelvin. Immaginatevi per\u00c3\u00b2 la situazione seguente: per un qualche motivo il raffreddamento funziona male per un istante, la temperatura dei magneti superconduttivi sale e questi smettono (sempre per un istante) di essere superconduttivi. A questo punto la loro resistenza passa bruscamente da zero ad un valore finito e la corrente che passa al loro interno comincia a produrre una grossa quantit\u00c3\u00a0 di calore ed il tutto si scalda bruscamente. Anche se il sistema di raffreddamento ricominciasse a funzionare non riuscirebbe pi\u00c3\u00b9 a mantenere la temperatura a 1,9 Kelvin e quindi l’elio liquido inzierebbe ad evaporare. Evaporando l’elio aumenta il suo volume di molte centinaia di volte e questo produce un aumento di pressione all’interno del magnete e questa pressione rischia di far esplodere tutto. Questo fenomeno \u00c3\u00a8 noto come “quenching” ed i progettisti di LHC ne hanno tenuto conto. I “gusci” metallici che contengono i magneti sono molto resistenti e sono dotati di valvole di sfogo per l’elio che vaporizza. Insomma, di per s\u00c3\u00a9 il quenching non \u00c3\u00a8 una tragedia: ci si aspetta che ogni tanto avvenga e ci sono molti strumenti di sicurezza sia per gestirlo che per prevenirlo.<\/p>\n

Quello che \u00c3\u00a8 successo il 19 di settembre \u00c3\u00a8 che, mentre si stava salendo gradatamente in energia, una connessione elettrica (un bus) fra due di questi magneti ha avuto un malfunzionamento ed ha prodotto una scarica elettrica che ha creato un quenching catastrofico nei magneti. L’elio vaporizzato \u00c3\u00a8 stato in una quantit\u00c3\u00a0 tale che le valvole di sicurezza non sono riusciti a smalitrlo e cos\u00c3\u00ac la connessione fra i due magneti \u00c3\u00a8 letteralmente esplosa. L’esplosione si \u00c3\u00a8 portata con s\u00c3\u00a9 la possibilit\u00c3\u00a0 di sapere con esattezza a cosa fosse dovuto il guasto ma il report del CERN dichiara che effetti paragonabilio sono stati riprodotti in laboratorio nel caso di gravi difformit\u00c3\u00a0 rispetto alle procedureed agli standard di fabbricazione (insomma, speculano che si tratti di un grave difetto di fabbrica).<\/p>\n

Riaparare una cosa come LHC non \u00c3\u00a8 banale. Prima di potersi anche solo avvicinare al luogo dell’esplosione i tecnici hanno dovuto riportareuna sezione lunga 3 Km (gradatamente) a temperatura ambiente per poi smontare il tutto, controllare i danni e sostituire i pezzi danneggiati. Il processo \u00c3\u00a8 gi\u00c3\u00a0 a buon punto e dovrebbe essere completato entro la fine dell’anno. Una altro problema \u00c3\u00a8 il vuoto. Per funzionare il canale dove passano le particelle deve essere tenuto sotto vuoto spinto e questa esplosione ha sparato detriti nel canale per centinaia di metri. La zona “contaminata” \u00c3\u00a8 stata delimitata e si sta procedendo a ripulire il tutto e a ricreare le opportune condizioni di vuoto.<\/p>\n

Per prevenire che incidenti del genere possano ricapitare i tecnici di LHC stanno installando un gran numero di valvole di sfogo addizionali. Tuttavia questo potrebbe non bastare. Una volta che viene individuato un fenomeno di quenching il sistema richiede pi\u00c3\u00b9 o meno 100 secondi prima di poter togliere completamente la corrente dai magneti che hanno problemi (queste cose vanno fatte con gradualit\u00c3\u00a0 per evitare danni maggiori), un tempo decisamente troppo lungo. L’unico modo di evitare che queste cose accadano \u00c3\u00a8 individuare un fenomeno di quenching “prima” che accada. Per fare questo si stanno installando una gran quantit\u00c3\u00a0 (160 Km di cablaggi) di detector che possano dare l’allarme appena una qualche anomalia inizia a presentarsi.<\/p>\n

LHC \u00c3\u00a8 una macchina complicatissima e, allo stesso tempo, delicatissima. Per questo l’insorgere di problemi non \u00c3\u00a8 niente di inatteso. Tuttavia gi\u00c3\u00a0 cos\u00c3\u00ac come siamo il tutto non potr\u00c3\u00a0 essere riacceso prima di febbraio e non si sar\u00c3\u00a0 pronti ad andare su in potenza prima di giugno. Un altro evento catastrofico del genere potrebbe portare a ritardi ancora pi\u00c3\u00b9 lunghi e a qualche testa che cade nelle alte sfere del progetto.<\/p>\n

per saperne di pi\u00c3\u00b9:<\/p>\n