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Cos'è il CERN?

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Cos'è il CERN?

Messaggio Da Ken-Scienza il Mer Ago 12, 2009 7:02 pm



L'European Organization for Nuclear Research in inglese, o Conseil européen pour la recherche nucléaire in francese, più conosciuto come CERN (acronimo) , è il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle. Si trova al confine tra Svizzera e Francia alla periferia ovest della città di Ginevra. Qui i fisici cercano di esplorare i segreti della materia e le forze che regolano l'universo. La convenzione che istituiva il CERN fu firmata il 29 settembre 1954 da 12 stati membri. Oggi fanno parte del CERN 20 stati membri più alcuni osservatori anche extraeuropei.

Il CERN esiste soprattutto per fornire ai ricercatori gli strumenti necessari per la ricerca in fisica delle alte energie attraverso complessi esperimenti. Questi strumenti sono principalmente gli acceleratori di particelle, che portano nuclei atomici e particelle subnucleari ad energie molto elevate e i rivelatori che permettono di osservare i prodotti delle collisioni tra fasci di queste particelle. Ad energie sufficientemente elevate, i prodotti di queste reazioni possono essere radicalmente differenti dai costituenti originali dei fasci, e a più riprese sono state prodotte e scoperte in questa maniera particelle fino a quel momento ignote.


L'acronimo

L'acronimo deriva dalla storia del CERN, infatti dopo la seconda guerra mondiale si sentì il bisogno di fondare un centro europeo all'avanguardia per la ricerca, per ridare all'Europa il primato nella fisica, dato che in quegli anni i principali centri di ricerca si trovavano tutti negli Stati Uniti. A questo scopo venne riunito un consiglio di scienziati, che decise in seguito di costruire il laboratorio.

C'è un po' di confusione a proposito del vero significato della prima lettera dell'acronimo, tanto che informalmente viene modificato in Centre Européen pour la Recherche Nucléaire (Centro Europeo per la Ricerca Nucleare). Tuttavia la ragione sociale del CERN è da molti anni European Organization for Nuclear Research.

Il complesso degli acceleratori


Il complesso degli acceleratori del CERN comprende sette acceleratori principali, costruiti in vari periodi a partire dalla fondazione dell'istituto. Fin dal principio, è stato previsto che ogni nuova e più potente macchina avrebbe utilizzato le precedenti come "iniettori", creando una catena di acceleratori che porta gradualmente un fascio di particelle ad energie sempre più elevate. Difatti, ogni tecnologia di accelerazione delle particelle ha dei ben precisi limiti di energia operativa massima e minima, e nessuna macchina del CERN oltre agli acceleratori lineari può accettare particelle "ferme".

Per consentire il funzionamento di questa catena, tutte le funzioni degli acceleratori sono coordinate da un unico segnale di riferimento, generato da un sistema di orologi atomici e distribuito per tutta l'installazione, con una precisione dell'ordine del nanosecondo.

* Due LINAC, o acceleratori lineari, che generano particelle a basse energie, che successivamente vengono immesse nel PS Booster. Uno fornisce protoni a 50 MeV, l'altro ioni pesanti. Sono noti come Linac2 e Linac3, rispettivamente. Tutta la catena di acceleratori successiva dipende da queste sorgenti.
* Il PS Booster, che aumenta l'energia delle particelle generate dai LINAC prima di iniettarle nel PS. (fino a 1500 MeV per i protoni, ovvero 1.5 GeV). Viene inoltre utilizzato per esperimenti separati, come ad esempio ISOLDE (Isotope Separator On-line), che studia nuclei instabili di isotopi molto pesanti ed è dotato di un suo piccolo LINAC dedicato chiamato REX-ISOLDE.
* Il Proton Synchroton da 28 GeV (PS), costruito nel 1959.
* Il Super Proton Synchrotron (SPS), un acceleratore circolare di 2 km di diametro, costruito in un tunnel, che iniziò a funzionare nel 1976. Originariamente aveva un'energia di 300 GeV, ma è stato potenziato più volte fino agli attuali 450 GeV per protone. Oltre ad avere una propria linea di fascio rettilinea per esperimenti a bersaglio fisso, ha funzionato come collisionatore protone-antiprotone e come booster finale per gli elettroni e i positroni da iniettare nel Large Electron Positron Collider (LEP). Riprenderà questo ruolo per i protoni e gli ioni piombo richiesti da LHC.
* Il Large Hadron Collider (LHC), entrato in funzione il 10 settembre 2008, che ha rimpiazzato il LEP. 27 chilometri di circonferenza e 7000 GeV di energia massima per fasci di protoni (7 TeV), la più alta della storia. Il 21 settembre l'LHC ha presentato una fuga di Elio con il conseguente innalzamento della temperatura sopra i -270 gradi centigradi. Il guasto ha costretto i ricercatori a spegnere l'acceleratore almeno per due mesi ovvero il tempo necessario per riparare il guasto e riportare la temperatura ai valori necessari. L' LHC dovrebbe ripartire a giugno!
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Re: Cos'è il CERN?

Messaggio Da ~»MingiuX™«~ il Ven Set 11, 2009 5:43 pm

Come già accennato da Ken, al Cern ci sono vari acceleratori di particelle. Uno di essi, qualke tempo fa, è diventato famoso in quanto prometteva di portare a termine forse il più importante esperimento dell'umanità, ossia la creazione della Particella di Dio; l'acceleratore in questione è l'LHC.
Posto qui di seguito un video ke spiega il funzionamento di questo acceleratore di particelle:
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Re: Cos'è il CERN?

Messaggio Da Hapgood il Mer Gen 19, 2011 9:49 pm

Si lo ricordiamo tutti. due o tre cosette sull'LHC:

(Large Hadron Collider) soprannominato "il signore degli anelli", è il più colossale, potente, ambizioso accelleratore di particelle al mondo. Costato almeno due miliardi di euro, rappresenta una sfida tecnico-scientifica estrema. La sua lunga progettazione ha richiesto una precisione straordinaria: basti pensare che si è dovuto tener conto anche della forza di attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna. Nella sua realizzazione hanno avuto un ruolo fondamentale la ricerca e l'industria italiana, soprattutto l'INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) e l'Ansaldo Superconduttori. L'LHC occupa lo stesso tunnel circolare di 27 km di lunghezza già utilizzato dal glorioso LEP (Large Electron Positron collider) spento nel 2000. Il tunnel corre a circa 90 m di profondità, in un area compresa tra le montagne del Jura francese e il lago svizzero di Lemano. Sappiamo tutti come funziona no. NO? be ve lo spiego: vengono fatte scontrare in questa sorta di super-pista due fasci di protoni accelerati ad una velocità prossima a quella della luce; collidono in quattro punti lungo l'orbita, in corrispondenza di caverne nelle quali il tunnel si allarga per lasciare spazio a grandi sale sperimentali. In queste stazioni vi sono i quattro principali esperimenti di fisica delle particelle (che prenderemo in considerazione in seguito): ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb ed ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Si tratta di enormi apparati costituiti da numerosi rivelatori che utilizzano tecnologie diverse e opereranno intorno al punto in cui i fasci collidono. Nelle collisioni vengono prodotte, grazie alla trasformazione di una parte dell'altissima energia in massa, numerosissime particelle le cui proprietà sono misurate dai rivelatori. Al momento della collisione l'energia totale sarà di 14 TeV, 14000 miliardi di elettronvolt. Il campo magnetico necessario ad imbrigliare la corsa dei protoni e a mantenerli in orbita circolare sarà generato da magneti superconduttori, mantenuti alla temperatura di -268C da un sistema di raffreddamento a elio liquido.

L'entrata in funzione del complesso, originariamente prevista per la fine del 2007, è avvenuta il 10 settembre 2008 alle ore 9:45 locali, inizialmente ad un'energia inferiore a 1 TeV.
Il 10 settembre 2008 i protoni hanno percorso per la prima volta con successo l'intero anello dell'LHC.
Il 19 settembre 2008 le operazioni furono fermate a causa di un serio incidente che provocò una massiccia fuga di elio (un superconduttore si danneggia e rilascia 6 tonnellate di elio liquido), il danneggiamento di alcuni magneti e la contaminazione dei tubi a vuoto.
L'LHC ha ripreso la sua attività ad un'energia di 2,36 TeV (1,18 TeV per fascio) il 21 novembre 2009 .
L'8 dicembre 2009 vengono osservate per la prima volta collisioni fra protoni con tutti gli apparati di rivelazione funzionanti a 2,36 TeV nel centro di massa.
Il 30 marzo 2010 vengono osservate le prime collisioni protone-protone a 7 TeV nel centro di massa: La macchina supera nuovamente il record mondiale già ottenuto da LHC nel novembre 2009..Il programma scientifico di LHC prevede anche la collisione tra ioni pesanti.
Nel mese di novembre 2010 sono avvenute le prime collisioni fra nuclei di piombo.
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