ATLAS è uno dei quattro esperimenti principali del Large Hadron Collider (LHC) al CERN.
ATLAS è un esperimento multi-purpose di fisica delle particelle, guidato da una collaborazione internazionale. Come CMS (l’altro esperimento multi-purpose ad LHC), è stato progettato per sfruttare appieno il potenziale di scoperta e l’enorme gamma di opportunità di fisica fornite da LHC. Il rivelatore è stato inoltre studiato per poter consentire misure di fisica di precisione, che vanno a sondare la nostra comprensione della produzione e delle proprietà delle particelle del Modello Standard (MS).
Sono proprio le misure di precisione che estendono le frontiere della nostra conoscenza della fisica di base, cercando risposte alle domande fondamentali della scienza moderna. Quali sono i componenti elementari della materia? Quali sono le forze fondamentali della natura? Il nostro universo è regolato da leggi di simmetria che ancora non conosciamo?
Col loro lavoro, i fisici di ATLAS mettono alla prova le predizioni del Modello Standard, la teoria che racchiude la nostra conoscenza attuale in merito a quali sono le componenti fondamentali della materia e come interagiscono fra loro. Sono studi che possono portare a scoperte dirompenti, come quella del bosone di Higgs, di fisica oltre il Modello Standard e allo sviluppo di nuove teorie che diano una migliore descrizione dell’universo in cui viviamo.
Nei prossimi anni, ATLAS porterà la fisica sperimentale in territori inesplorati – territori che potrebbero svelarci nuovi processi e nuove particelle che potrebbero cambiare radicalmente la nostra conoscenza di materia ed energia.
ATLAS è l’esperimento di volume più grande costruito dall’uomo ad un collisore di particelle. Di forma cilindrica, con 46m di lunghezza e 25m di diametro, è installato in una caverna sperimentale a 100m di profondità sotto il suolo del confine franco-svizzero, a Ginevra. ATLAS pesa 7000 tonnellate, quasi come la torre Eiffel a Parigi.
Il rivelatore è formato da molteplici strati strumentati, progettati per rivelare alcune fra le particelle più piccole ed energetiche create dall’uomo. Consiste di sei diversi sotto-rivelatori, disposti in strati concentrici in simmetria cilindrica attorno al punto in cui collidono i fasci di protoni di LHC, in modo da permettere la ricostruzione di traiettorie, impulsi ed energie delle particelle, la loro identificazione e la loro misura. Un gigantesco sistema di magneti, basato su tecnologie a superconduttori, curva le traiettorie delle particelle cariche permettendo una misura del loro impulso il più precisa possibile.
I fasci di protoni di LHC, che viaggiano ad energie fino a 7 trilioni di elettronvolt (corrispondenti a velocità prossime al 99,999999% della velocità della luce), collidono al centro del rivelatore ATLAS, producendo un’esplosione di nuove particelle che vengono emesse in tutte le direzioni. Ogni secondo, più di un miliardo di interazioni di particelle avvengono nel rivelatore ATLAS, con un flusso di dati che è equivalente a quello che si avrebbe se ogni persona sulla terra fosse impegnata in 20 conversazioni nello stesso momento. Solo una collisione su un milione è riconosciuta come potenzialmente interessante, e registrata su disco per analisi più dettagliate. ATLAS traccia e identifica particelle per investigare un’ampia gamma di processi fisici, dallo studio del bosone di Higgs e del quark top alla ricerca di dimensioni aggiuntive e di particelle che potrebbero spiegare il mistero della materia oscura.
Maggiori dettagli sul rivelatore ATLAS sono disponibili in lingua inglese sulla pagina web della collaborazione e in italiano su quella di ATLAS-Italia.
