Fisica delle particelle - EXTREME

Gli oggetti intorno a noi sono fatti di materia. Li possiamo rompere, spezzettare sempre più fino ad arrivare a una specie di polvere, sempre più fine. Possiamo sminuzzare la polvere fino agli elementi strutturali dei materiali, le molecole. Possiamo scomporre le molecole negli atomi che le compongono. Possiamo separare gli atomi nei loro costituenti: protoni, neutroni ed elettroni, che formano la base del nostro mondo materiale. Siamo giunti nel mondo delle particelle elementari.

In questo mondo ci sono anche particelle che vivono per un tempo brevissimo, trasformandosi quasi immediatamente in altre particelle. Le leggi che lo governano sono spesso lontane dalla nostra intuizione e i fenomeni che lo popolano non sono facili da immaginare. Ogni giorno al CERN, Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare, e all'INFN, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, persone di tutte le nazionalità compiono ricerche per capire sempre meglio la natura che ci circonda.

Qual è il loro lavoro? Quali strumenti utilizzano? Quali idee si esploreranno nel prossimo futuro? Le particelle elementari si "usano" solo in questi grandi laboratori?

12 risultati

camera a nebbia

1938 circa Camera, volume interno, cm, 27diamx8h; IGB-16472-1

Rivelatore UA1

1978 - 1993 Lo strumento si presenta di forma semicilindrica; è posizionato con l'asse geometrico orizzontale e con la parte piatta in basso. E' appoggiato su un supporto appositamente realizzato per fini espositivi dotato di ruote per una più facile movimentazione. L'interno dello strumento si presenta all'apparenza cavo ma in realtà contiene una griglia di parecchie centinaia di sottili fili di rame che servivano come rivelatori del passaggio di particelle cariche. Sulla parte esterna dello strumento sono posizionati gli apparati elettronici per la lettura dei segnali derivanti dalle interazioni fra le particelle elementari usate negli esperimenti. IGB-9526

Microrivelatore di vertice dell'esperimento Delphi

1989 - 2000 DELPHI (un acronimo che sta per "DEtector with Lepton, Photon and Hadron Identification") è stato uno dei quattro principali esperimenti del Large Electron-Positron Collider (LEP) del CERN, uno dei più grandi acceleratori di particelle mai realizzati. Nel suo insieme DELPHI aveva la forma di un cilindro di oltre 10 metri di lunghezza per 10 metri di diametro pesante 3500 tonnellate. Nella sua parte centrale, che costituiva il cuore vero e proprio dello strumento, era posizionato il microrivelatore di vertice (vertex detector) ovvero la camera all'interno della quale avvenivano gli urti fra le particelle che erano state accelerate dal LEP. Nel loro annientamento, l'energia rilasciata in un piccolo volume era paragonabile a quella che esisteva nell'Universo immediatamente dopo il Big Bang ovvero una frazione di secondo dopo la sua creazione. Grazie a quanto predetto dalla teoria della relatività di Einstein, questa energia si poteva convertire in materia, e quindi, in particelle diverse da quelle di partenza. I prodotti della collisione si propagavano in tutte le direzioni e venivano analizzati da strumenti appositamente progettati posizionati tutt'attorno al rivelatore; grazie a questi era possibile identificare le traiettorie e quindi la natura delle particelle prodotte. Il vertex detector, che era realizzato in gran parte in silicio, era lo strumento più vicino al punto di collisione delle particelle; per questa ragione era in grado di fornire un tracciamento molto preciso che permetteva di rilevare particelle con vita molto breve estrapolando le tracce verso il punto di interazione. Era costituito da strati cilindrici coassiali di rivelatori a strisce di silicio accoppiati in corrente alternata con raggi medi di 6,3, 9,0 e 10,9 cm. L'esperimento DELPHI, costruito tra il 1983 e il 1988, entrò in funzione nel 1989. Dopo lo smantellamento del LEP, avvenuto a partire da novembre del 2000, anche DELPHI venne smontato; l'operazione si concluse nel settembre 2001. D-1757

Acceleratore Cockcroft-Walton

Centro Informazioni Studi ed Esperienze 1955 circa Acceleratore elettrostatico di particelle composto da due parti il generatore di Cockcroft e Walton più il condensatore elettrostatico ), 1^ parte 90x220x240h, 2^ parte 110x230x200h; peso stimato della parte 1, kg. 350 (con i diodi montati); peso stimato della parte 2, kg. 250. IGB-11800

Componente del rivelatore a tracciamento del CMS (Compact Muon Solenoid)

Componente del rivelatore a tracciamento del Compact Muon Solenoid (CMS)

Sezione di mock up di bobine del Compact Muon Solenoid (CMS)

Cavità risonante a radiofrequenza del LEP

Cavità di accelerazione in radiofrequenza utilizzata durante la prima fase di operatività del LEP (Large Electron-Positron Collider) tra il 1989 e il 1995. E' caratterizzata da una struttura cilindrica orizzontale, nel cui centro è posizionato il tubo sottovuoto in cui venivano fatte correre le particelle da accelerare, e da una grossa sfera posizionata centralmente rispetto al cilindro. All'interno del LEP i pacchetti di elettroni e di positroni (elettroni carichi positivamente) circolavano in direzioni opposte venendo accelerati ogni qual volta raggiungevano gli otto punti in cui erano posizionati, in gruppi di 16, 128 cavità come questa. Le cavità erano situate su entrambi i lati dei quattro principali esperimenti presenti lungo i 27 chilometri di estensione dell'acceleratore e permettevano di raggiungere 400 milioni di volt di potenza di accelerazione ad ogni giro. I campi elettromagnetici utilizzati per accumulare l'energia erano composti da microonde a 352 MHz. Mentre le particelle correvano all'interno del tubo cilindrico la sfera di rame, certamente la struttura più caratteristica di questa macchina, aveva la funzione di immagazzinare l'energia per il tempo che trascorreva tra il passaggio di un singolo grappolo di particelle e il successivo. IGB-16515

modello di sezione di condotto con i magneti

Tile di scintillatore del rivelatore ATLAS

Tile, piastrella, di scintillatore del rivelatore ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). IGB-16517

Fibre scintillanti del rivelatore ATLAS

Fibre scintillanti del rivelatore ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). IGB-16518

Prototipo del calorimetro ad argon liquido del rivelatore ATLAS

Mock-up di un prototipo del calorimetro ad argon liquido del rivelatore ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS). IGB-16520