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Il CERN inizia a scollegare l'LHC: perché fermare l'acceleratore?
Il CERN ha tagliato la prima connessione tra i magneti del Large Hadron Collider, avviando lo smontaggio di alcune sezioni dell'acceleratore. L'intervento riguarda i magneti che concentrano i fasci di particelle prima degli scontri nei rivelatori ATLAS e CMS. Fermare questa parte dell'LHC permette di sostituirli con dispositivi più potenti: l'obiettivo è ottenere più collisioni da studiare.
Lungo i 27 chilometri dell'anello lavorano migliaia di magneti con compiti diversi. Quelli interessati dall'intervento comprendono le triplette interne, gruppi di tre quadrupoli posti ai lati degli esperimenti. Funzionano come lenti per i fasci: li restringono poco prima del punto d'incontro. Quando più particelle attraversano la stessa piccola regione, aumentano le probabilità che si scontrino. I fisici chiamano luminosità la misura della frequenza di queste collisioni.
La sostituzione rientra nel terzo lungo periodo di fermo tecnico e prepara il progetto HiLumi LHC. Le squadre stanno smontando sezioni della macchina su entrambi i lati di ATLAS e CMS per rimuovere 28 magneti superconduttori, comprese le triplette destinate al ricambio. Per chi segue l'hardware scientifico, il passaggio è concreto: la quantità di dati che i rivelatori potranno raccogliere dipende anche dalla precisione con cui questi grandi magneti guidano i fasci.
La nuova generazione usa bobine superconduttrici in niobio-stagno al posto del niobio-titanio impiegato nei magneti attuali. Secondo il CERN, i nuovi quadrupoli potranno produrre campi di 11,3 tesla, circa il 40% più intensi. Il raffreddamento resta parte essenziale di questo hardware: è un'esigenza diversa da quella affrontata dal computer quantistico Shunkai, progettato per funzionare senza un grande frigorifero, ma mostra quanto le condizioni operative influenzino la costruzione delle macchine per la ricerca.
Il programma prevede l'installazione di 16 criostati e 28 assemblaggi criogenici. Il primo quadrupolo delle nuove triplette dovrebbe arrivare nel tunnel all'inizio del 2029. Non si tratta quindi di scollegare un singolo componente e inserirne uno nuovo: l'intervento coinvolge le strutture che ospitano e mantengono in funzione i magneti lungo le sezioni vicine ai due esperimenti.
L'aumento del numero di collisioni è destinato soprattutto ad ATLAS e CMS, che potranno raccogliere più eventi da analizzare. ALICE e LHCb seguono programmi di fisica e modalità operative differenti: conserveranno le triplette attuali, che saranno comunque migliorate per beneficiare dell'aumento complessivo di luminosità. L'aggiornamento, dunque, viene adattato alle esigenze dei singoli rivelatori.
Le triplette ora in uso furono installate tra il 2005 e il 2007 e hanno lavorato per quasi vent'anni. Il taglio della prima connessione segna l'inizio materiale del loro ricambio, mentre i risultati scientifici attesi dipenderanno dal completamento dell'installazione e dal successivo funzionamento dei nuovi magneti.
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