Dipartimento di Fisica di Trieste

Esperimento ALICE

L’esperimento ALICE installato sull’acceleratore per la collisione di adroni LHC (Large Hadron Collider) studierà uno stato della materia che esisteva nei primi istanti dell’evoluzione del nostro Universo.

Nel corso del XX secolo gli scienziati hanno raccolto un gran numero di prove a sostegno della teoria che afferma che il nostro universo e tutto quanto vi è contenuto hanno avuto origine da un’esplosione primordiale chiamata Big Bang. Mentre l’Universo si espandeva e si raffreddava sono apparse le particelle che costituiscono la materia, dagli atomi alle galassie, così come la osserviamo oggi.

Nei primi istanti dopo il Big Bang, la materia si trovava in uno stato chiamato Plasma di Quark e Gluoni (QGP), un miscuglio molto caldo e denso di quark e gluoni. Quindi, appena 10 microsecondi dopo il Big Bang, questo plasma si è come “congelato”, formando i protoni e i neutroni che ora compongono i nuclei degli atomi. Oggi, i quark e i gluoni si trovano confinati all’interno dei protoni e dei neutroni. Comunque, un tipo di materia simile al QGP potrebbe anche esistere nel nucleo centrale delle stelle di neutroni, dove la densità è così elevata che un volume pari alla capocchia di uno spillo può contenere tutto il materiale di cui è fatta la Grande Piramide d’Egitto.

Gli scienziati che lavorano all’esperimento ALICE useranno il più potente acceleratore di particelle del CERN (LHC) per creare il QGP in laboratorio sfruttando collisioni frontali tra nuclei pesanti. Le collisioni comprimeranno e scalderanno i protoni e i neutroni dei nuclei eventualmente formando uno stato, il QGP, in cui quark e gluoni sono deconfinati. La probabilità di creare il plasma aumenta con l’aumentare dell’energia e delle dimensioni dei nuclei utilizzati. Ecco perché ALICE ha scelto di usare nuclei di piombo, che con 208 nucleoni (protoni e neutroni) sono tra i più grandi a disposizione degli scienziati. Il programma di ricerca di ALICE prevede anche lo studio di collisioni tra nuclei più leggeri e di collisioni protone-protone e protone-nucleo.

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