IL COSTA AL CERN. Anno Scolastico 2016/2017 Classi 3C e 4C (Potenziamento della matematica) Liceo Classico Lorenzo Costa La Spezia

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1 IL COSTA AL CERN Anno Scolastico 2016/2017 Classi 3C e 4C (Potenziamento della matematica) Liceo Classico Lorenzo Costa La Spezia

2 Vogliamo raccontarvi il nostro VIAGGIO D ISTRUZIONE GITA, come la chiamiamo noi!!! Il 23, 24 e 25 marzo le classi 3C e 4C del Liceo Costa (potenziamento della matematica) si sono trasferite a Ginevra per visitare il CERN (European Organization for Nuclear Research) Il CERN è il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle. Ogni giorno circa scienziati da tutto il mondo fanno ricerca al CERN.

3 Il CERN si trova al confine tra Svizzera e Francia, alla periferia ovest della città di Ginevra, nel comune di Meyrin.

4 Le strutture del CERN sono distribuite in gallerie sotterrane e sale sperimentali che si trovano ad una profondità che va da 50 a 100 metri nel sottosuolo. In superficie si trovano le varie sale di controllo ed i centri di calcolo.

5 Attualmente gli stati membri sono Paesi fondatori (1954): (esce nel 1961)

6 Fabiola Gianotti (Roma, 29 ottobre 1960) è una fisica italiana ed è l attuale direttrice generale del CERN. Studi: liceo classico, laurea in Fisica. Lavorerò per la scienza e al servizio della pace. È un grande onore e responsabilità per me essere stata scelta come il prossimo direttore generale del Cern dopo 15 predecessori illustri. Il Cern è un centro di eccellenza scientifica e una fonte di orgoglio e di ispirazione per i fisici di tutto il mondo. Il Cern è anche una culla per la tecnologia e l innovazione, una fonte di conoscenza e di educazione ed un sfolgorante esempio concreto di cooperazione scientifica a livello mondiale e la pace. È la combinazione di queste quattro attività che rende il Cern così unico, un posto che fa gli scienziati migliori e persone migliori

7 SCOPO PRINCIPALE DEL CERN è fornire ai ricercatori gli strumenti necessari per la ricerca in fisica delle alte energie. Tali strumenti sono principalmente: gli acceleratori di particelle: portano nuclei atomici e particelle subnucleari ad energie molto elevate i rivelatori: enormi apparati che permettono di osservare i prodotti delle collisioni tra fasci di queste particelle

8 Attualmente IL COMPLESSO DI ACCELERATORI comprende 7 acceleratori principali, costruiti in vari periodi a partire dalla fondazione del Centro. Ogni acceleratore aumenta l'energia di un fascio di particelle, prima di iniettarlo nella macchina successiva della sequenza. Il Large Hadron Collider (LHC) è l'ultimo elemento di questa catena.

9 LHC E l acceleratore di particelle più grande e potente finora realizzato, al cui interno sono accelerati ad altissima velocità due fasci di protoni (in verso orario ed antiorario) che vengono fatti scontrare fra di loro. Dagli urti nascono moltissime particelle che vengono registrate dai rivelatori e poi analizzate dai fisici. LHC è formato da circa magneti superconduttivi mantenuti a una temperatura di -271 C. Nei punti dove avvengono le collisioni si raggiunge una temperatura volte superiore a quella del cuore del Sole. Curioso osservare come LHC sia il posto più freddo dello spazio interstellare, ma anche il punto più caldo della galassia!!! E stato costruito nel 2008 all'interno di un tunnel sotterraneo lungo 27 km, a 100 m di profondità in media, originariamente scavato per realizzare il Large Electron-Positron Collider (LEP). Grazie all enorme energia con cui i pacchetti di protoni vengono fatti scontrare tra loro, LHC ha permesso di rivelare nel Luglio 2012 il bosone di Higgs, la particella in grado di spiegare come mai esiste la massa.

10 Collisione! Una volta raggiunta la massima energia, ogni protone effettua, ogni secondo, ben giri completi dell'anello di 27 chilometri ed i fasci di protoni si incrociano 40 milioni di volte al secondo. A regime si arriva fino a 25 collisioni tra protoni ogni 25 nanosecondi (miliardesimi di secondo), cioè circa 1 miliardo di collisioni al secondo! LHC è la più grande fabbrica di informazioni del mondo!!! Ogni anno i dati prodotti dagli esperimenti di LHC producono l'equivalente di centomila DVD.

11 veduta aerea del sito di LHC

12 I fasci di particelle collidono in quattro punti di LHC, in corrispondenza di caverne nelle quali il tunnel si allarga per lasciare spazio a grandi sale sperimentali. All interno si trovano enormi apparati costituiti da numerosi rivelatori che utilizzano tecnologie diverse e operano intorno al punto in cui i fasci collidono. In queste stazioni vi sono i quattro principali esperimenti di fisica delle particelle: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), l esperimento da noi visitato, CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb (LHC-beauty) e ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Nelle collisioni vengono prodotte, grazie alla trasformazione di una parte di energia in massa (E=mc 2 ), numerosissime particelle le cui proprietà vengono misurate dai rivelatori. (A fianco il rivelatore ATLAS)

13 Una curiosità prima di iniziare il nostro viaggio Il World Wide Web ("rete di grandezza mondiale") è nato al CERN nel 1989, da un'idea di Tim Berners-Lee e Robert Cailliau con lo scopo di scambiare efficientemente dati tra chi lavorava a diversi esperimenti. Il 30 aprile 1993 il CERN annunciò che il World Wide Web sarebbe stato libero per tutti. Nel 1993 la NCSA (National Center for Supercomputing Application) rilasciò il primo browser grafico, Mosaic: da quel momento lo sviluppo del www fu inarrestabile!!!

14 La nostra visita ( e le nostre foto!!!) Attraverso il traforo del Monte Bianco siamo arrivati a Ginevra.

15 Al CERN abbiamo incontrato la nostra preziosa guida, il dottor Fabrizio Scuri, fisico spezzino dell INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare). Il dott. Scuri ed altri tre suoi collaboratori sono stati a disposizione del nostro gruppo con grande disponibilità ed entusiasmo per i due giorni di visita, trasmettendoci l'amore e la passione per la ricerca scientifica!

16 Abbiamo visitato la sala di controllo dell esperimento AMS (Alpha Magnetic Spectrometer), in cui si studiano le particelle elementari provenienti dallo spazio prima che vengano assorbite dall atmosfera. Tale esperimento è stato realizzato con la collaborazione dell'esa e della NASA ed è tutt'ora posizionato sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) a 400 km dalla terra. AMS è stato portato in orbita il 16 maggio 2011 con la penultima missione dello Shuttle, l'sts-134, per essere successivamente agganciato alla Stazione Spaziale Internazionale. Durante la visita abbiamo osservato in diretta gli astronauti mentre lavorano all interno della ISS ( si stavano vestendo prima di una passeggiata spaziale!).

17 Poi un seminario introduttivo al CERN ed un seminario sulla scoperta del bosone di Higgs. Gli alunni in attesa

18 Abbiamo visitato la sala di controllo dell esperimento ATLAS, un rivelatore costruito per il Large Hadron Collider (LHC). ATLAS è lungo 46 metri con un diametro di 25 metri e pesa circa tonnellate. Attraverso un film in 3D ci siamo poi immersi nelle collisioni dei protoni che avvengono all interno di LHC ed abbiamo assistito ad una simulazione di come funziona il cuore di ATLAS, cioè il suo calorimetro.

19 Di seguito le foto della visita al Globe, il museo della scienza e dell innovazione. Il padiglione, di forma semisferica, è realizzato principalmente in legno, ha un diametro di 40 m ed è alto 27. All interno sono presenti una mostra permanente di fisica nucleare e la proiezione di uno splendido filmato in 3D sull origine e l evoluzione dell universo.

20 Queste le foto della visita al Microcosm, un museo interattivo con pezzi a grandezza reale di magneti, camere a bolle ed altri esempi di rivelatori di traccia.

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22 Durante il soggiorno a Ginevra abbiamo anche visitato il palazzo delle Nazioni Unite. Quello di Ginevra, dopo il Palazzo di vetro di New York, è il più ampio ed importante centro operativo internazionale delle NAZIONI UNITE; con gli uffici di Vienna e Nairobi, costituisce la rete di uffici centrali delle Nazioni Unite, e delle Agenzie specializzate ad esse collegate.

23 Ringraziamo i ricercatori che ci hanno fatto da guida alla visita e i docenti che ci hanno accompagnato. L intensa ed affascinante immersione nel mondo della fisica e della tecnologia ha risvegliato in noi studenti mille curiosità, nuove domande e nuovi interessi per una scienza vista in modo nuovo e inatteso. Abbiamo osservato cooperare persone di nazionalità diversa per un fine comune, che lasciano intravvedere la speranza concreta di un mondo diverso. Questi incontri al CERN ci hanno aperto un mondo nuovo, straordinario, che non ci aspettavamo. Forse anche le scelte future di alcuni di noi saranno cambiate da tutto questo...grazie! Gli alunni della 3C e 4C del Liceo Costa.