Probabilmente anche il vostro gatto sa dell’esistenza del CERN, quindi non vi ripeterò le solite cose sul Conseil européen pour la recherche nucléaire, probabilmente il vostro gatto, però, non sa a cosa diamine lavorino le sedicimila persone abbondanti impiegate lì, insieme a tutti gli altri associati in giro per il mondo.
Ma procediamo con ordine.

• Cosa si fa al CERN?

Il CERN è il più grande centro di ricerca per la fisica delle particelle, che è quella branca della fisica che studia le particelle elementari e le loro interazioni. E cosa sono le particelle elementari? Sono tutte quelle particelle che sono indivisibili ed insieme alle loro interazioni sono descritte da una teoria chiamata Modello Standard.
Attualmente però, in quest’ambito, abbiamo dei problemi non indifferenti: il Modello Standard ci permette di predire con precisione invidiabile i risultati di tantissime misure, tuttavia ci sono alcune cose che non riesce a spiegare in nessun modo. L’esempio più famoso è la materia oscura: andandosi a calcolare la velocità di rotazione delle galassie è stato scoperto che deve esserci della materia che però non siamo in grado di vedere in nessun modo, ma seguendo il Modello Standard non abbiamo spiegazioni plausibili su cosa possa formarla!
Quindi, venendo ai fatti, al CERN si cerca qualcosa di nuovo, qualcosa che non abbiamo mai visto e che ci possa chiarire quali nuove teorie abbiano fondamento.

• Cosa c’è di tanto speciale nel CERN per renderlo il centro di ricerca per la fisica delle particelle più importante attualmente esistente?

LHC, il Large Hadron Collider. Cos’è? L’acceleratore di particelle più grande esistente. E che me ne faccio? Ci accelero particelle, principalmente protoni, fino a velocità prossime a quelle della luce. E poi li faccio collidere l’uno contro l’altro, quasi come fossero palle da biliardo.
E perché mai dovrei far urtare l’una contro l’altra delle palle da biliardo relativistiche? Qualsiasi fisico a cui è rimasto un poco di romanticismo vi dirà che serve a ricreare le condizioni presenti nei primi istanti di vita dell’universo.
Nella pratica, ammesso che di pratica si possa parlare, quando vengono fatti scontrare protoni a velocità così alte parte dell’energia in gioco nell’urto viene trasformata in massa e dà vita a nuove particelle, infatti come ci ha rivelato un centinaio di anni fa il buon vecchio Einstein: \(E = mc^20\)
Quindi massa ed energia sono sostanzialmente la stessa cosa ed è possibile convertire l’una nell’altra. Ora, se trasformare la massa in energia è una cosa relativamente semplice, che viene fatta ogni giorno nelle centrali nucleari, fare l’opposto non è altrettanto facile: mettiamo che voi vogliate farvi apparire davanti un piatto di pasta, beh, se non avete molta fame, vi serviranno circa un milione di miliardi di Joule, l’energia che servirebbe ad un aereo di linea per percorrere dieci volte la distanza Terra-Luna.
Ad LHC quindi, per produrre nuove particelle, l’energia messa in gioco deve essere altissima, e così è: c’è un’energia nel centro di massa di 13 TeV, che, vi assicuro, per un oggetto della massa di un protone (poco più di un miliardesimo di miliardesimo di chilogrammo) è veramente enorme.

• E come lo stiamo cercando?

Lungo l’acceleratore di particelle ci sono quattro punti in cui è possibile far collidere le particelle, lì sono stati sistemati i rivelatori relativi agli esperimenti principali del CERN: CMS, ATLAs, LHCb e ALICE.
Sono tutti diversi l’uno dall’altro e ognuno di loro permette di distinguere le particelle prodotte dall’urto di due protoni, calcolarne la loro traiettoria, la carica e l’energia, tuttavia ognuno di loro lo fa in maniera diversa, in modo che ogni volta che viene misurato qualcosa di insolito, sia possibile fare dei controlli totalmente indipendenti grazie alle misure degli altri rivelatori.

• Ma nella vita di tutti i giorni io che me ne faccio?

Capisco la tua domanda, giovane abitante della Terra, giustamente a te di conoscere il reale funzionamento dell’universo non importa, tu vuoi cose utili per la tua vita. Bene, il World Wide Web fu inventato nel 1989 da Tim Berners-Lee proprio al CERN perché aveva bisogno di un metodo facile per connettere i pc ed ora ti permette di andare a vedere tutti i video di gattini che vuoi.
Quando vai a farti una lastra, invece, dovresti ringraziare tutti coloro che lavorano agli acceleratori di particelle: ne viene usato uno, infatti, per produrre i raggi X che poi serviranno a far capire al radiologo se giocando a calcetto ti sei rotto la gamba oppure no.
Al CERN la tecnologia viene portata al suo limite, per poi poterla inscatolare e rendere utile al grande pubblico.

• C’è qualcos’altro che rende così speciale il CERN?

Sì. Essendo il più grande centro di ricerca al mondo per la fisica delle particelle, ci lavorano persone che vengono dalle nazioni più disparate, ci lavorano ragazzi appena usciti dall’università e grandi premi Nobel, e tutti fanno la fila nello stesso modo alla mensa e nei bar.
Ah, ed è l’unico luogo nell’universo in cui tu possa vedere un italiano che mangia la pasta vicino ad un russo che sta grattando il parmigiano sulla sua pizza accompagnata da un cappuccino.