Primo test positivo per il nuovo mini acceleratore del CERN

Permetterà nuovi studi sugli elettroni

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Novità importanti dal CERN. Gli elettroni che guidano un’onda di plasma possono essere accelerati a energie straordinariamente alte. Questo potrà consentirci di costruire acceleratori di particelle più piccoli per saperne di più sugli oggetti più piccoli dell’Universo.

Il più grande acceleratore di particelle al mondo, il Large Hadron Collider, distrugge i protoni facendoli sfrecciare attorno a un cerchio di 27 km. Ma quell’approccio non funziona per gli elettroni, che devono essere accelerati in linea retta.

L’AWAKE (Advanced Proton Driven Plasma Wakefield Acceleration Experiment), anch’esso al CERN, usa un approccio diverso per rendere la linea retta più corta e meno costosa. Spara un gruppo di centinaia di miliardi di protoni in un tubo pieno di atomi di rubidio, che sono stati spogliati dei loro elettroni, formando un plasma.



Elettroni veloci

Questo plasma divide il gruppo in gruppetti più piccoli, che lasciano le onde dietro di loro nel plasma come barche veloci su un lago. Quando gli elettroni vengono iniettati nel tubo, vengono intrappolati nelle scia dei grappoli di protoni e accelerati.

Dato che l’accelerazione avviene tutto in una volta, non occupa molto spazio. Il contenitore del plasma è lungo solo 10 metri e gli elettroni alla fine hanno raggiunto energie di 2 gigaelettronvolt (GeV).

Afferma Carsten Welsch, membro del team AWAKE:

“Questa macchina relativamente compatta potrebbe un giorno rivelarsi utile per produrre radiazioni mediche per curare il cancro. Ma l’ospedale dovrebbe essere vicino a una struttura esistente dove si possiede già l’acceleratore del fascio di protoni.”

L’affascinante viaggio della conoscenza

Dice Swapan Chattopadhyay al Fermilab in Illinois:

“Per ora, le maggiori prospettive per questo tipo di acceleratore sono nella fisica delle particelle. Gli elettroni sono particelle fondamentali, il che significa che pensiamo che non si scompongano in qualcosa di più piccolo, ma potrebbe essere sbagliato. Distruggendoli in quark, un’altra particella fondamentale trovata all’interno del calibro del neutrone, potrebbe aprirli per rivelare eventuali particelle segrete all’interno.”

Ciò richiederebbe prima l’energia degli elettroni nelle centinaia di GeV, cosa che potrebbe essere ottenuta usando protoni ad alta energia per accelerare gli elettroni.

Conclude Chattopadhyay:

“Questo test è l’inizio di nuove sperimentazioni a bassa energia. Se riuscissimo a farlo funzionare a energie più elevate, potremmo avere accesso a nuovi tipi di particelle e interazioni di particelle: è un territorio ancora sconosciuto.”

Roberto Bovolenta

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