Fondazione Volta e Confindustria Como, in collaborazione con l’Università degli Studi dell’Insubria, portano a Como il CERN e gli scienziati che ne hanno fatto la storia

Vi è mai capitato di guardare il cielo in una notte stellata e di chiedervi di cosa è fatto l’Universo, quanto è grande, come è nato e che destino avrà? È per rispondere a queste domande che i fisici hanno costruito “occhiali” capaci di osservare l’infinitamente piccolo e l’infinitamente grande e scoperto così le leggi della natura. Ed è così che è nata la tecnologia, la compagna di viaggio della nostra vita. La storia dell’Universo e dell’Uomo che cerca di scoprirla è un bellissimo romanzo, di cui ancora non conosciamo l’ultimo capitolo. Fondazione Volta in collaborazione con il CERN di Ginevra, Confindustria Como e l’Università degli Studi dell’Insubria ci accompagneranno attraverso i capitoli di questo romanzo grazie alla mostra “The Code of the Universe”: 16 pannelli fotografici esposti dall’8 al 30 settembre in Piazza Verdi racconteranno i risultati della ricerca, lo sviluppo tecnologico e soprattutto l’emozione di essere “cercatori di conoscenza”.

Al CERN, infatti, fisici provenienti da tutto il mondo cercano gli elementi che mancano per completare la conoscenza dell’Universo in una successione continua di scoperte scientifiche e progressi tecnologici con ricadute in svariati campi, dalla medicina all’ambiente, dall’Industria 4.0 alle applicazioni spaziali. La mostra, per cui sarà anche possibile prenotare visite guidate con docenti e studenti dell’Insubria, sarà inaugurata l’8 settembre alla presenza di quattro ospiti d’eccezione che alle 21 nel Salone Scacchi della Camera di Commercio parleranno del CERN, della sua nascita, della sua attività e del suo futuro. Si tratta di quattro eccellenze italiane della ricerca scientifica: Daniela Bortoletto (professore a Oxford, responsabile della sezione di Particle Physics ed esperta delle tecnologie al silicio), Guido Tonelli (responsabile nel 2010-2011 di una delle collaborazioni che hanno scoperto il bosone di Higgs, professore ordinario a Pisa, scrittore di successo e divulgatore), Sergio Bertolucci (direttore scientifico del CERN dal 2009 al 2015, professore ordinario a Bologna ed esperto di trasferimento tecnologico), Speranza Falciano (vice presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare nel 2013, professore ordinario presso il Gran Sasso Institute).

Cos’è il CERN e cosa fa

Il CERN – Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire è il più grande centro di fisica delle particelle al mondo. Fondato nel 1954 grazie allo sforzo di illustri scienziati (tra i quali Edoardo Amaldi, Louis De Broglie – premio Nobel per il dualismo onda-corpuscolo, e Isadore Rabi – premio Nobel per la scoperta del principio che porterà al GPS), si trova a cavallo del confine franco-svizzero vicino alla città di Ginevra e vanta ora 23 stati membri. Il CERN è il “tempio” della fisica delle particelle: è il luogo che studia i costituenti ultimi della materia per capire come è nato l’universo e quale sarà il suo destino, utilizzando un collider, cioè una struttura acceleratrice circolare dove due fasci di particelle scorrono per scontrarsi in punti prestabiliti. Il CERN ha permesso di verificare la teoria che descrive la natura (il Modello Standard) con estrema precisione e di trovare risposta a una delle domande senza risposta (fino al 2012): perché le particelle hanno massa?

L’acceleratore attualmente in funzione al CERN è LHC, il Large Hadron Collider, un acceleratore circolare di 27 km situato tra 50 e 175 m sottoterra, in cui circolano, in direzioni opposte, due fasci con trecentomila miliardi di protoni ciascuno. Ogni fascio è organizzato in 2808 “vagoncini” lunghi poco più di 7 cm che si muovono in un tubo sotto vuoto grazie a 1232 magneti superconduttori, cioè magneti che sono in grado di condurre l’elettricità senza resistenza se mantenuti alla temperatura di -271°C (sono il punto più freddo dell’universo!). In prossimità dei 4 esperimenti (CMS, ATLAS, LHCb, ALICE) i fasci vengono “strizzati” alla dimensione di un capello e fatti scontrare e la temperatura del punto in cui i protoni si scontrano è centomila volte più alta che nel centro del sole: LHC è anche il punto più caldo dell’universo!

I 4 esperimenti sono degli enormi microscopi (CMS pesa 14000 tonnellate, ATLAS ha una dimensione di 20x20x30 m3) e hanno ruoli diversi: CMS e ATLAS hanno scoperto il bosone di Higgs, protagonista del meccanismo che assegna la massa a ogni particella, e stanno ricercando indizi per capire se il Modello Standard sia veramente perfetto; LHCb cerca di scoprire dove è finita l’antimateria nel nostro universo e ALICE studia lo stato della materia a un secondo dal Big Bang, quell’evento catastrofico che 13.8 miliardi di anni fa ha dato origine a tutto quello che vediamo. A proposito: sapete che i protoni di cui siamo fatti sono nati 1 microsecondo (0.000001 secondi) dopo il Big Bang? Non vi sentite un po’… “vecchi”?

L’aspetto incredibilmente affascinante di questo viaggio è che man mano che i fisici aumentano l’energia delle particelle che fanno scontrare nei collider, aumenta la temperatura nel punto di collisione e, aumentando la temperatura, si avvicinano allo stato della materia al momento del Big Bang. In altre parole i fisici delle particelle sono dei viaggiatori nel tempo!

Ma il CERN non è solo LHC. È l’Antiproton Decelerator, dove gli antiprotoni prodotti dal fascio di protoni che poi continuerà il suo viaggio verso LHC, vengono rallentati e combinati con i positroni (i fratelli positivi degli elettroni) per produrre anti-atomi per cercare differenze tra materia e antimateria.

È ISOLDE, che usa i protoni per produrre radioisotopi, cioè elementi radioattivi che non sono stabili e decadono e che sono l’ingrediente fondamentale della medicina nucleare in ambito sia diagnostico che terapeutico. In 50 anni di attività ISOLDE ha prodotto oltre 1300 diversi isotopi da 73 elementi.
Il 12 dicembre 2017 è entrato in funzione MEDICIS – Medical Isotopes collected from ISOLDE che sta producendo radioisotopi specifici per il glioblastoma multiforme (un tumore molto aggressivo del cervello) e per l’adenocarcinoma pancreatico, in ottica teranostica: Medicis fornisce ai medici che lo richiedono un campione di radioisotopo per verificare la presenza nel paziente di target cellulari e molecolari adeguati e, in caso di risposta positiva, la quantità necessaria per il trattamento. La terapia viene così disegnata sul singolo paziente: il futuro della medicina.

CERN è il WWW: il 13 marzo 1989, a seguito della necessità dei fisici delle particelle di scambiarsi una grande quantità di dati, Tim Berners-Lee ha presentato al suo responsabile un progetto dal titolo “Information management: a proposal” che ha segnato la nascita del world wide web. E LHC ha portato al GRID: la condivisione di potenza di calcolo e di spazio dati a livello mondiale trasformando la rete globale di computing in un’unica grande risorsa, fondamentale non solo per LHC che ogni secondo raccoglie una quantità di informazioni pari a quella della Telecom Mondiale, ma per i biologi che si occupano di decodificare il genoma umano, per gli scienziati che misurano il livello di ozono, per chi si occupa di security e cyber-security oppure di simulazioni finanziarie.

CERN è lotta contro il cancro: ENLIGHT – European Network for Light Ion Hadron Therapy è nato nel 2002 per coordinare gli sforzi europei nell’ambito dell’adroterapia, la tecnica che si basa sull’utilizzo di protoni e ioni leggeri per irraggiare i tumori localizzati in zone particolari (cervello, occhio, spina dorsale) o di pazienti particolari (pazienti pediatrici).

CERN è sviluppo di tecnologia per i beni culturali: le tecniche della fisica delle particelle non sono distruttive e permettono di datare, attribuire all’autore e verificare l’autenticità delle opere d’arte mantenendole intatte per le future generazioni.

In una sola parola, CERN è FUTURO.

Maggiori dettagli sul sito della Fondazione Alessandro Volta: https://fondazionealessandrovolta.it/thecodeoftheuniverse/

 

A cura di Antonella Mazzoccato e Michela Prest