Mark Thomson, professore di fisica sperimentale delle particelle a Cambridge, è stato nominato prossimo direttore generale del CERN, l’organizzazione europea per la ricerca nucleare. Il suo mandato inizia il 1° gennaio con una prima mossa apparentemente controintuitiva: chiudere il Large Hadron Collider (LHC), l’acceleratore di particelle più grande e potente del mondo. Questo arresto, tuttavia, non rappresenta una battuta d’arresto, ma un passo attentamente pianificato verso un aggiornamento sostanziale che ridefinirà il futuro della fisica delle alte energie.
L’eredità dell’LHC e il prossimo aggiornamento Hi-Lumi
L’LHC si è guadagnato un posto nella storia confermando l’esistenza del bosone di Higgs, una particella fondamentale che spiega come la materia acquisisce massa. Nonostante questo trionfo, la macchina necessita di importanti miglioramenti. A partire da giugno, l’LHC subirà una vasta chiusura per far posto all’LHC ad alta luminosità (Hi-Lumi LHC), un aggiornamento progettato per aumentare drasticamente il tasso di collisioni delle particelle.
L’Hi-Lumi LHC utilizzerà magneti superconduttori più potenti per comprimere i fasci di protoni, aumentando di dieci volte il numero di collisioni. Ciò significa più dati, misurazioni più precise e una maggiore possibilità di individuare particelle nuove ed esotiche. L’aggiornamento non riguarda solo la potenza pura; i rilevatori stessi vengono rafforzati per catturare segnali sottili che potrebbero rimodellare la nostra comprensione della fisica.
Oltre lo spegnimento: il futuro Circular Collider
Il mandato quinquennale di Thomson sarà dominato dalla preparazione dell’Hi-Lumi LHC, ma la sua sfida a lungo termine è ancora più grande: pianificare il prossimo grande investimento del CERN. Si prevede che l’LHC raggiungerà la fine della sua vita operativa intorno al 2041, e gli scienziati stanno già discutendo sul suo successore. La proposta principale è il Future Circular Collider (FCC), un progetto ambizioso che farebbe impallidire l’LHC in termini di dimensioni.
L’FCC sarebbe tre volte più grande dell’attuale collisore e richiederebbe un tunnel di 91 km scavato fino a 400 metri sotto terra. Il progetto è suddiviso in fasi, iniziando con un collisore di elettroni-positroni alla fine degli anni 2040, seguito da un collisore di protoni in grado di frantumare particelle a sette volte l’energia dell’LHC entro gli anni 2070. Si stima che solo la fase iniziale costerà 14 miliardi di sterline.
Le domande più grandi e la concorrenza globale
Le potenziali scoperte della FCC sono tutt’altro che garantite. Il progetto affronta interrogativi sulla sua capacità di affrontare alcuni dei misteri più urgenti della fisica: la natura della materia oscura e dell’energia oscura, la debolezza della gravità e lo squilibrio tra materia e antimateria nell’universo.
Inoltre, il CERN non è il solo nella corsa per il dominio della fisica delle particelle. Gli Stati Uniti e la Cina stanno sviluppando i propri progetti avanzati di collisori, sfidando la leadership storica dell’Europa nel settore. Mantenere la posizione del CERN richiederà non solo l’innovazione tecnologica, ma anche la garanzia di finanziamenti e collaborazione a livello internazionale.
“Non siamo arrivati al punto in cui abbiamo smesso di fare scoperte e la FCC è la progressione naturale. Il nostro obiettivo è comprendere l’universo al suo livello più fondamentale”, ha affermato Thomson.
Il futuro della fisica delle particelle dipende da investimenti coraggiosi e da una continua ambizione scientifica. Il CERN, sotto la guida di Thomson, si sta preparando per una nuova era di scoperte, anche se ciò significa mettere temporaneamente a tacere la macchina più potente del mondo.
