Arrivano i primi dettagli dell'erede dell'acceleratore di particelle più grande del mondo, il Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra che nel 2012 ha scoperto il bosone di Higgs: si chiamerà Future Circular Collider (Fcc), avrà una circonferenza di circa 100 chilometri contro quella di 27 chilometri del suo predecessore, un costo previsto di 9 miliardi di euro e, grazie a una nuova generazione di magneti superconduttori, potrà raggiungere l'energia di 100.000 miliardi di elettronvolt (100 TeV), contro i 14 TeV di Lhc. Il progetto, in quattro volumi e nato dal contributo di oltre 1.300 ricercatori di 150 istituti e università, fra i quali l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) per l'Italia, è stato presentato oggi al Cern di Ginevra e presenta diverse opzioni che i fisici delle particelle dovranno esaminare nei prossimi due anni.
Il confronto tra l'Fcc e i più grande acceleratori di particelle attuali (fonte: CERN)
La preparazione del progetto è iniziata nel 2014 e prevede che nel futuro acceleratore Fcc avvengano collisioni fra elettroni e protoni e fra elettroni e ioni a energie e intensità impossibili per gli attuali acceleratori di particelle. "Il progetto dell'Fcc è un traguardo notevole", ha osservato il direttore generale del Cern, Fabiola Gianotti. "Indica - ha aggiunto - lo straordinario potenziale dell'Fcc nel migliorare le nostre conoscenze di fisica fondamentale e di mettere a disposizione della società nuove tecnologie che potrebbero avere un impatto importante".
L'Fcc sarà in tutti i sensi l'erede dell'acceleratore Lhc: proseguirà, ad esempio, la ricerca sul bosone di Higgs e sulla natura di questa particella, che potrebbe aprire le porte su una fisica completamente nuova rispetto a quella proposta dall'attuale modello di riferimento della fisica contemporanea, il Modello Standard. Si prevede che la nuova macchina potrà funzionare per un periodo di 15-20 anni e potrebbe cominciare a prendere dati a partire dal 2040. Alla fine della sua attività, entro il 2060, potrebbe essere sostituita da un acceleratore di protoni.
Il ruolo dell'Italia
"L'Infn ha dato un contributo rilevante alla definizione del progetto del Future Circular Collider", osserva Nadia Pastrone, presidente della Commissione dell'Infn per la fisica delle particelle. "L'attività dell'Infn - prosegue - ha visto coinvolti circa 100 fisici e tecnologi esperti in fisica delle particelle alle alte energie, sia per quanto riguarda gli studi di fisica a livello teorico e sperimentale sia gli sviluppi di nuove tecnologie per la realizzazione della macchina acceleratrice e degli apparati sperimentali e di calcolo scientifico dei futuri esperimenti".
In particolare, rileva l'esperta, l'Infn "ha proposto uno dei possibili disegni per l'apparato sperimentale dell'Fcc, che è stato studiato in fase prototipale su un fascio di test e, nel 2019, nella fase di discussione per l'aggiornamento della Strategia Europea della Fisica delle Particelle, continuerà a ottimizzare e finalizzare il proprio contributo al disegno e alla realizzazione del futuro dopo Lhc."
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