Un colosso della scienza a New York
Nel cuore del Brookhaven National Laboratory, un progetto scientifico di grande rilevanza sta attirando l’attenzione: sPHENIX. Questo rivelatore di particelle, dal peso di mille tonnellate, ha l’ambiziosa missione di riportarci indietro nel tempo, fino a 13,8 miliardi di anni fa. Il suo obiettivo è studiare il plasma di quark e gluoni, una sostanza enigmatica che ha caratterizzato l’universo nei suoi primissimi istanti dopo il Big Bang.
La materia nei primi istanti dell’universo
Attualmente, ciò che osserviamo – stelle, pianeti e forme di vita – è composto da protoni e neutroni. Tuttavia, nei momenti immediatamente successivi alla grande esplosione, la materia non era ancora organizzata in questa forma. Esisteva solo un plasma incandescente, che si è rapidamente raffreddato, dando origine alla materia che conosciamo. Questo plasma, però, esiste solo per un brevissimo intervallo di tempo, circa un sestilionesimo di secondo, e raggiunge temperature incredibili, pari a trilioni di gradi. Di conseguenza, non possiamo “vederlo” direttamente. L’unico modo per studiarlo è analizzare le particelle generate quando viene ricreato negli acceleratori di particelle, ed è qui che sPHENIX entra in gioco.
La funzione di sPHENIX
Questo dispositivo agisce come una telecamera tridimensionale, capace di registrare fino a 15.000 collisioni al secondo tra fasci di ioni d’oro accelerati quasi alla velocità della luce. I ricercatori hanno scoperto che il rivelatore è in grado di misurare con grande precisione il numero e l’energia delle particelle prodotte durante queste collisioni. Quando le collisioni avvengono frontalmente, si generano dieci volte più frammenti, molto più energetici, rispetto agli urti laterali. Questo risultato è esattamente ciò che i fisici teorici si aspettavano.
Emozioni e aspettative
Gunther Roland, fisico del MIT, ha descritto l’emozione di questo momento paragonandolo a “lanciare nello spazio un nuovo telescopio e ricevere la prima foto nitida”. L’entusiasmo tra i ricercatori è palpabile, poiché ora l’esperimento può finalmente iniziare a cercare risposte a domande fondamentali: quanto era denso quel plasma primordiale? Come si muovevano le particelle al suo interno? E quanta energia era necessaria per mantenerle unite?
Innovazione tecnologica e sostegno alla ricerca
Ma sPHENIX non è solo grande e veloce; al suo interno è presente un “micro-occhio” progettato al MIT, in grado di seguire con precisione la traiettoria delle particelle più elusive. Questa tecnologia innovativa consente di identificare processi rari, magari uno su un miliardo, che potrebbero rivelare comportamenti nascosti del plasma.
Dietro a sPHENIX ci sono anni di ricerca e il supporto del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e della National Science Foundation. I primi dati, raccolti a fine 2024 e pubblicati recentemente sul Journal of High Energy Physics, hanno confermato che tutto funziona come previsto. Per i ricercatori, questo significa che il vero viaggio nel tempo può finalmente iniziare. Cameron Dean, uno dei fisici coinvolti, ha dichiarato: “Il divertimento comincia adesso. È come avere tra le mani una macchina del tempo in grado di mostrarci com’era l’universo appena nato”.
