La macchina è tre volte più grande del più grande acceleratore di particelle al mondo.

L'acceleratore di particelle da 17 miliardi di dollari proposto dal CERN avrebbe lo scopo di cercare nuove particelle e forze fisiche, e di svelare i misteri della materia e dell'energia oscura.

Le dimensioni dell'FCC a confronto con quelle dell'LHC. Foto: CERN — Le dimensioni dell'FCC a confronto con quelle dell'LHC. Foto: *CERN*

I ricercatori del CERN (Organizzazione europea per la ricerca nucleare) hanno proposto la costruzione di un nuovo acceleratore di particelle di dimensioni maggiori. Il Future Circular Accelerator (FCC), dal costo di 17 miliardi di dollari, avrebbe una lunghezza di 91 km, superando di gran lunga il suo predecessore, il Large Hadron Collider (LHC), lungo 27 km e situato al CERN vicino a Ginevra, come riportato da Live Science il 10 febbraio.

I fisici intendono sfruttare le maggiori dimensioni e la potenza dell'FCC per esplorare i limiti del Modello Standard della fisica delle particelle, la migliore ipotesi attualmente in grado di descrivere il funzionamento delle particelle più piccole dell'universo. Permettendo alle particelle di collidere a energie più elevate (100 tera-elettronvolt rispetto ai 14 dell'LHC), il team di ricerca spera di scoprire molti tipi di particelle e forze finora sconosciute, di comprendere perché la materia è più pesante dell'antimateria e di esplorare la natura della materia e dell'energia oscura, due entità invisibili che si ritiene costituiscano il 95% dell'universo.

"Le FCC non saranno solo un ottimo strumento per migliorare la nostra comprensione delle leggi fondamentali della fisica e della natura", ha affermato Fabiola Gianotti, Direttrice Generale del CERN. "Saranno anche una forza trainante per l'innovazione, perché avremo bisogno di tecnologie più avanzate, dalla crioscienza ai magneti superconduttori, dalla tecnologia del vuoto ai rivelatori, alla ricerca strumentale: tecnologie con il potenziale di avere un enorme impatto sulla comunità e di apportare numerosi benefici socio-economici ".

Gli acceleratori di particelle come l'LHC fanno collidere protoni a velocità prossime a quella della luce, alla ricerca di rari prodotti di decadimento che potrebbero fornire prove dell'esistenza di nuove particelle o forze. Ciò consente ai fisici di verificare la loro comprensione dei mattoni fondamentali dell'universo e di come interagiscono, come descritto dal Modello Standard della fisica.

Sebbene il Modello Standard abbia permesso agli scienziati di fare molte previsioni straordinarie, come l'esistenza del bosone di Higgs, scoperto dal LHC nel 2012, i fisici non sono ancora soddisfatti e sono costantemente alla ricerca di nuovi modelli fisici in grado di superarlo. Pur essendo il modello più completo attualmente disponibile, presenta ancora alcune importanti lacune che gli impediscono di spiegare appieno l'origine della gravità, la composizione della materia oscura o perché nell'universo ci sia più materia che antimateria.

Per risolvere questi problemi, i fisici del CERN utilizzerebbero un fascio di particelle con un'energia sette volte superiore a quella del rivelatore FCC per accelerare le particelle a velocità maggiori. Sebbene si tratti di un passo promettente, questo rivelatore non è ancora stato costruito. La proposta avanzata dal CERN fa parte di uno studio preliminare di fattibilità, il cui completamento è previsto per il prossimo anno.

Una volta completato e qualora il progetto del rivelatore dovesse progredire, il CERN, un'organizzazione gestita da 18 Stati membri dell'Unione Europea, oltre a Svizzera, Norvegia, Serbia, Israele e Regno Unito, cercherà ulteriori finanziamenti per il progetto da altri Paesi.

I paesi membri si riuniranno nel 2028 per decidere se approvare il progetto. Successivamente, la prima fase della macchina, che prevede la collisione di elettroni con le loro antiparticelle, i positroni, diventerà operativa nel 2045. Infine, negli anni 2070, l'FCC inizierà a far collidere i protoni tra loro.

An Khang (secondo Live Science )

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