Il CERN e le sue Innovazioni nella Ricerca Scientifica
Il CERN, acronimo di Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare, rappresenta un punto di riferimento globale per l’innovazione e la scoperta nel campo della fisica fondamentale. Un evento significativo nella sua storia è avvenuto nel 2012, quando il Grande Collisore di Adroni (LHC) ha fornito prove decisive dell’esistenza del Bosone di Higgs. Questa particella fondamentale è cruciale per comprendere come le particelle elementari acquisiscano massa. Sfruttando il successo ottenuto, i ricercatori del CERN hanno avviato un progetto ambizioso: la realizzazione di uno studio di fattibilità per il Future Circular Collider (FCC). Questo collisore di nuova generazione avrà un perimetro di circa 91 chilometri e si propone di superare le capacità del suo predecessore, l’LHC. Il rapporto di fattibilità, pubblicato il 31 marzo 2025, raccoglie le competenze di ingegneri e fisici da tutto il mondo, analizzando vari aspetti legati alla costruzione dell’FCC.
La Storia e il Funzionamento dell’LHC
L’LHC è il risultato di una collaborazione internazionale che coinvolge oltre 100 paesi e ha richiesto dieci anni di lavoro, dal 1998 al 2008. Questo collisore di particelle circolare, con una circonferenza di 27 chilometri, si trova a 175 metri sotto il confine tra Svizzera e Francia, nei pressi di Ginevra. La progettazione dell’LHC ha avuto come obiettivo principale quello di assistere i fisici nell’esplorazione di teorie consolidate e nuove ipotesi nel campo della fisica delle particelle. Durante il suo funzionamento, l’LHC ha raggiunto il suo apice con la scoperta del Bosone di Higgs, avvenuta tra il 2010 e il 2012, grazie a collisioni di particelle ad alta energia. Questo collisore, dedicato principalmente alle collisioni protoni-protoni, accelera due fasci di protoni in direzioni opposte, facendoli collidere in quattro punti strategici all’interno del tunnel di 27 chilometri, dove vengono condotti esperimenti di grande rilevanza scientifica.
Il Futuro dell’LHC e la Necessità di Nuove Tecnologie
Dopo il 2012, l’LHC ha subito aggiornamenti significativi, migliorando le sue prestazioni e raggiungendo energie di collisione totali superiori a 13 TeV. Tuttavia, secondo le proiezioni del CERN, si prevede che l’LHC completi il suo ciclo operativo entro gli anni ’40, rendendo necessaria la creazione di un collisore di nuova generazione, rappresentato dall’FCC. Questo nuovo progetto avrà una circonferenza di 91 chilometri, oltre tre volte quella dell’LHC, e il tunnel sotterraneo a forma di anello sarà situato a 200 metri di profondità nella regione svizzero-francese. La transizione verso nuove tecnologie è fondamentale per continuare a esplorare le frontiere della fisica.
Le Fasi di Sviluppo del Future Circular Collider
Il CERN ha delineato un piano di sviluppo per l’FCC articolato in due fasi distinte. La prima fase prevede la costruzione di un collisore elettrone-positrone, denominato FCC-ee, in cui gli elettroni interagiranno con i positroni, le loro controparti di antimateria. Questa fase, che si estenderà per circa 15 anni, si concentrerà su misurazioni di precisione che potrebbero rivelare differenze sottili rispetto al Modello Standard della fisica delle particelle. La seconda fase prevede la realizzazione di un collisore protoni-protoni, noto come FCC-hh, che utilizzerà lo stesso tunnel ma con attrezzature diverse. Le collisioni in questa fase avverranno a energie che potranno raggiungere i 100 TeV, quasi otto volte superiori a quelle osservate nell’LHC. Tali energie elevate potrebbero consentire la scoperta di particelle più pesanti e lo studio di componenti della materia oscura.
Impatto Economico e Sostenibilità dell’FCC
La costruzione dell’FCC è programmata per iniziare negli anni ’30, a condizione che gli Stati membri del CERN e i partner internazionali raggiungano un accordo. Secondo il rapporto di fattibilità, l’FCC è considerato tecnicamente e finanziariamente sostenibile. Il costo stimato per la fase FCC-ee è di circa 15 miliardi di franchi svizzeri, equivalenti a circa 17 miliardi di dollari, con un piano di finanziamento distribuito su 12 anni. Inoltre, si prevede che l’FCC avrà un impatto economico positivo, generando oltre 800.000 anni-persona di occupazione, il che significa che durante questo periodo la quantità di lavoro creata sarà equivalente a quella di 800.000 persone impegnate per un anno intero.
Il Ruolo dell’FCC nella Ricerca Scientifica e Tecnologica
L’FCC non solo contribuirà in modo significativo alla ricerca in fisica fondamentale, ma i collisori di particelle sono anche noti per promuovere progressi tecnologici in settori diversi, come la medicina e l’energia. Pertanto, l’FCC potrebbe rappresentare una nuova frontiera della ricerca scientifica, abbracciando e intersecando molteplici discipline nel corso del XXI secolo. La sua realizzazione non solo avrà un impatto sulla fisica, ma potrebbe anche influenzare positivamente la vita quotidiana delle persone, portando a scoperte che potrebbero cambiare il nostro modo di vivere e comprendere il mondo.
