Alla fine della settimana scorsa al CERN il primo raggio di particelle è stato inviato attraverso l’esperimento AWAKE, un test per verificare un concetto di fattibilità di un nuovo tipo di acceleratore di particelle. Esso è attualmente ancora in fase di costruzione ma quando sarà terminato potrà provare la possibilità di costruire acceleratori al plasma in cui l’accelerazione di un campo scia (in inglese “wakefield”) permetterà di costruire acceleratori cento volte più piccoli di quelli attuali.
Il concetto di questo tipo di acceleratore di particelle è stato teorizzato negli anni ’70 ma allora era impossibile costruirne uno a causa di limiti tecnologici. Ora finalmente le cose sono cambiate e vari esperimenti stanno tentando di crearne uno. Nell’esperimento del CERN, un pacchetto di protoni generato dal Super Proton Synchrotron (SPS) è semplicemente passato attraverso AWAKE nel test effettuato nei giorni scorsi.
Lo scopo del test era di verificare che tutti i componenti dell’esperimento funzionassero correttamente e che i magneti allineassero correttamente il raggio di protoni. Quando si lavora con acceleratori di particelle, i risultati dei test vanno controllati con attenzione nei dettagli perché ogni piccola anomalia potrebbe causare danni enormi nelle successive fasi dei lavori.
Durante le operazioni complete, il raggio di protoni passerà attraverso un campo di plasma. Gli elettroni nel plasma sono carichi negativamente perciò verranno attratti verso i protoni, che invece hanno carica positiva. A quel punto i protoni saranno già passati oltre il plasma perciò gli elettroni continueranno a muoversi lasciando plasma che avrà acquisito una carica positiva.
Questo processo continuerà generando un’onda nella quale è possibile inviare altri elettroni che verranno accelerati per evitare gli elettroni già presenti. Il processo è stato descritto come fare il surf acquistando velocità sulle onde del mare. In questo caso viene usato il campo scia per accelerare le particelle a livelli migliaia di volte superiori rispetto agli acceleratori tradizionali.
Questo tipo di tecnologia offrirà la possibilità di costruire acceleratori molto più piccoli, anche solo delle dimensioni di un tavolo invece che lunghi chilometri come il Large Hadron Collider. Di conseguenza, essi saranno molto più economici e semplici da costruire. Se l’analisi dei risultati di questo test confermerà che tutto è andato bene, al CERN procederanno con l’installazione del resto dei sistemi. Ci vorrà ancora parecchio per avere un acceleratore al plasma operativo ma il primo passo è stato fatto.
