Si spegne il Tevatron

Batavia (Illinois), Usa – Il tassista non ha idea di dove mi sta portando. Guarda le coordinate sul suo Gps e non vede segnalato praticamente nulla, se non un incrocio tra due strade. Lo stesso vale all’esterno dell’auto: strade, sterpaglia e campi brulli. In mezzo a questo nulla però, si erge a un certo punto in lontananza, uno strano e imponente palazzo dall’aspetto simile a quello di due parentesi rovesciate le cui pance si toccano. “ Devo andare là”, indico. Quel palazzo è la Wilson Hall: la sede amministrativa del Fermi National Accelerator Laboratory, noto più semplicemente Fermilab. Tra poco in questo luogo si assisterà all’ultimo atto del passaggio di consegne dal laboratorio statunitense a quello europeo del Cern di Ginevra degli esperimenti sulla frontiera dell’alta energia. Il Tevatron, il collider che per 28 anni ha registrato costanti successi, aumentando le prestazioni mese dopo mese, verrà spento il 30 settembre.  Costa troppo alla National Science Foundation statunitense – 35 milioni di dollari all’anno – ed è ormai stato reso obsoleto dal Large Hadron Collider (Lhc) di Ginevra, in grado di raggiungere altissime energie.

L’addio ufficiale sarà quando, verso le 14 ora locale di oggi (le 21:00 in Italia, seguibile via streaming sul sito del Fermilab) Helen Edwards, tra i primi fisici a lavorare al Tevatron, interromperà il fascio di protoni che sfreccia nell’anello del collider e lo spegnerà, poi lascerà la stanza di controllo degli acceleratori e si unirà ai colleghi e a tutto il personale del Fermilab per un grande party di commiato. Più che dispiacersi della chiusura, si cerca di celebrale quello che è stato: una grande avventura. Lo confermano anche Giorgio Chiarelli – che era qui anche nel lontano 13 ottobre 1985, quando per la prima volta sono state registrate collisioni tra protoni e antiprotoni – e Giovanni Punzi, attuale co-spokesman dell’esperimento Cdf (Collider detector del Fermilab: uno degli apparati che registra le collisioni e ne studia i prodotti), ricordando i grandi momenti del passato, dalla scoperta del quark top a quella del neutrino Tau: “ Non è stato mai noioso, c’era sempre qualcosa di nuovo da fare, da provare e da scoprire”, sottolineano.

Ad allontanare la tristezza poi ci sono anche i nuovi piani per il futuro e i nuovi progetti che si stanno affacciando all’orizzonte. “ Il 30 settembre 2011 segna  un momento fondamentale nella storia del Fermilab. Il Tevatron sarà spento dopo 28 anni di esperimenti alla frontiera della fisica del particelle”, spiega Pier Maria Oddone: “ Ora è tempo di assumere la leadership in un’altra frontiera , quella dell’intensità, che si dedica allo studio delle particelle elusive e delle interazioni rare”. Il futuro dei laboratori di Batavia, insomma, è nel neutrino.

Sono infatti in corso o in via di realizzazione ben quattro esperimenti su queste particelle – MINOS (molto simile sotto diversi aspetti all’esperimento Opera, quello che ha portato i neutrini sulle pagine di tutti i giornali nei giorni scorsi), MINERvA (interazioni deboli tra neutrini), MiniBooNE (caccia alle masse dei neutrini), NOvA (che partirà non prima di qualche anno) – e due nuovi studi sulla fisica dei muoni: muon g-2 e  M uon-to-Electron Conversion,o Mu2e (al quale collaborano anche ricercatori italiani come Giovanni Piacentino and Giovanni Onorato).

Tanta carne al fuoco dunque e la strada sembra ormai definita. Allora, mi chiedo, da dove arriva tutta questa preoccupazione che si avverte nell’aria e nelle facce dei ricercatori? È semplice: anche se inizialmente il Fermilab potrà fare affidamento sull’attuale complesso di infrastrutture (che includono il main injector, l’acceleratore già usato per il Tevatron, la fonte di protoni  più intensa attualmente esistente al mondo) già alla fine di questa decade, le presenti infrastrutture non basteranno più ne serviranno di nuove, il che significa ancora bisogno di ingenti finanziamenti. Alcuni sono già stati almeno parzialmente approvati e sono in via di realizzazione. Il più importante è sicuramente il Long baseline neutrino experiment (Lbne). “ È il più ambizioso, approfondito e complesso esperimento al mondo sulla natura dei neutrini, nel quale saranno prodotti e lanciati fasci di neutrini e muoni ad alte intensità per studiarne, proprietà interazioni e trasformazioni. Questo esperimento prenderà in considerazione anche i neutrini osservati nelle supernovae e il decadimento dei protoni, cercando di svelare alcuni dei misteri ancora insoluti nella fisica delle particelle”, illustra Oddone.

Inoltre, nei piani del Fermilab c’è anche l’intenzione di usare il Lbne come battistrada per lo sviluppo di un grande laboratorio sotterraneo nell’ex miniera d’oro di Homestake in Sud Dakota:  il Deep underground science and engeneering laboratory. Secondo il direttore del Fermilab realizzare una struttura di questo genere all’interno degli Stati Uniti, soprattutto in una posizione così strategica (la distanza dal Fermilab, la profondità e il tipo di roccia sono perfetti e inoltre permetterebbe di posizionare dei detector in profondità e quindi lo studio, sempre nell’ambito del Lbne anche del decadimento dei protoni) permetterebbe di dare vita a un programma di esperimenti all’avanguardia. “ Altri paesi stanno lavorando su progetti simili e se ci lasceremo sfuggire quest’occasione è ci faremo sorpassare in questo campo, sarà una grande perdita”, avverte Oddone. Il problema è che il progetto costa circa 1,2 miliardi di dollari – solo per partire – e a Washington non tutti sono disposti a investire in questo campo una simile somma.

Altra infrastruttura fondamentale per i futuri esperimenti del Fermilab è un nuovo acceleratore di protoni ad alta intensità: il cosiddetto Project X.

Il costo previsto è di 2 miliardi di dollari teoricamente messi a disposizione dal Department of Energy (Doe) – ma ancora non è certo – e la costruzione dovrebbe cominciare nel 2016.  Si tratta di un nuovo acceleratore di protoni, in grado di produrre un fascio continuo ideale per gli esperimenti del Lbne. “ Il Project X è stato disegnato anche per essere complementare agli esperimenti che saranno portati avanti in Europa all’Lhc – spiega Oddone – nuovi fenomeni saranno osservati al Cern e il nostro nuovo programma ne aiuterà la comprensione”.

Via wired.it