Roberto Chierici 2

Increasing size of ‘detectors’Increasing size of ‘detectors’Increasing number of involved peopleIncreasing number of involved people

Increasing size of ‘detectors’Increasing size of ‘detectors’Increasing number of involved peopleIncreasing number of involved people

La «maledizione» della ricerca La «maledizione» della ricerca fondamentalefondamentale

Roberto Chierici 3

L’infinitamente piccoloL’infinitamente piccolo

Per la luce nel visibile c’e’ un limite fisico, legato Per la luce nel visibile c’e’ un limite fisico, legato alla minima lunghezza d’onda della sorgente.alla minima lunghezza d’onda della sorgente.

Al di sotto del visible, si possono usare raggi X Al di sotto del visible, si possono usare raggi X o… o…

diamantediamante

siliciosilicio

LiCoOLiCoO22

… … elettroni !elettroni !

I piu` piccoli dettagli “risolvibili” hanno dimensioni I piu` piccoli dettagli “risolvibili” hanno dimensioni confrontabili conconfrontabili con la lunghezza d’onda la lunghezza d’onda della radiazione della radiazione incidente.incidente.Analogia ottica: potere risolutivo Analogia ottica: potere risolutivo 1/ 1/

In meccanica quantistica ad In meccanica quantistica ad ogni particella e’ associata ogni particella e’ associata una lunghezza d’ondauna lunghezza d’onda 1/p 1/p

particelle di alta energia come “esploratori del microcosmo”

Roberto Chierici 4

Gli acceleratori di particelleGli acceleratori di particelle

Q: cosa siamo capaci di accelerare in un collider?Q: cosa siamo capaci di accelerare in un collider?A: possiamo solo usare particelle stabili e cariche A: possiamo solo usare particelle stabili e cariche ioni, e ioni, e±±,p,p

Bersaglio fissoBersaglio fisso ColliderColliderss

maggiore scelta di tipi di maggiore scelta di tipi di bersaglio e proiettilebersaglio e proiettile

spreco di energiaspreco di energia

uso ottimale dell’energiauso ottimale dell’energia limitata scelta dei proiettililimitata scelta dei proiettili

1 eV= energia acquisita da un 1 eV= energia acquisita da un elettrone accelerato dal potenziale di elettrone accelerato dal potenziale di 1V1V 1 GeV= 1000000000 eV = 0.016 g 1 GeV= 1000000000 eV = 0.016 g (m/s)(m/s)22

Roberto Chierici 5

LHC

CERN Site (Meyrin)CERN Site (Meyrin)

SPS

Il CERN e l’ LHC: veduta aereaIl CERN e l’ LHC: veduta aerea

you are hereyou are here

Roberto Chierici 6

Bunch Crossing 4x107 Hz (40 milioni al secondo)

7x1012 eV Beam Energy 1034 cm-2 s-1 Luminosity 2835 Bunches/Beam 1011 Protons/Bunch

7 TeV Proton Proton

Proton Collisions 109 Hz

Parton Collisions

New Particle Production

105 Hz

7.5 m (25 ns)

Fasci di protoni all’ LHCFasci di protoni all’ LHC

L’energia di un singolo protone L’energia di un singolo protone accelerato da LHC a 7 TeV accelerato da LHC a 7 TeV

corrisponde alla energia cinetica di corrisponde alla energia cinetica di una zanzara che vola una zanzara che vola

L’energia del fascio di LHC corrisponde alla L’energia del fascio di LHC corrisponde alla energia cinetica di 100 camion da 10 energia cinetica di 100 camion da 10

Tonnellate a 100 Km/hTonnellate a 100 Km/h

In un fascio ci In un fascio ci sono sono 300.000.000.000.000300.000.000.000.000 protoni !protoni !

o di un Boeing 777 (50 t) dopo il decollo (450 o di un Boeing 777 (50 t) dopo il decollo (450 Km/h)Km/h)