Pubblicato Lunedì, 22 Ottobre 2012

L’esperimento ALICE ad LHC è stato costruito facendo del riconoscimento delle particelle uno dei suoi punti di forza. Sapere quanti protoni, kaoni, pioni o elettroni vengano prodotti e le loro caratteristiche cinematiche è fondamentale per studiare le collisioni tra nuclei pesanti Piombo-Piombo. In un recente articolo apparso nel CERN Courier vengono descritti i vari metodi di identificazione di particelle in ALICE e le prestazioni raggiunte. Fra questi anche il sistema TOF che, sviluppato e costruito a Bologna, contribuisce oggi a numerose analisi: dalla misura delle risonanze alla ricerca dei nuclei pesanti , dallo studio della produzione di quark pesanti all’analisi dei processi ultraperiferici. L’esperimento ALICE è uno dei quattro esperimenti attualmente in funzione al collisionatore LHC del CERN. E’ un esperimento dedicato allo studio della fisica degli ioni pesanti: nuclei di Piombo vengono accelerati e fatti collidere ad energie nel centro di massa di 2.76 TeV ed ,in futuro, di 5,5 TeV. Lo scopo è di riuscire a caratterizzare il mezzo (denso ed ad alta temperatura) che si viene a formare in queste collisioni, alla ricerca del nuovo stato della materia (il Quark Gluon Plasma , QGP) che la teoria delle interazioni forti (Quantum Cromo Dynamics, QCD) prevede debba formarsi a queste energie. Gli studi sulle caratteristiche di questo stato in cui quarks e gluoni sono deconfinati permetteranno una migliore comprensione dei fenomeni che generano la massa degli adroni (e quindi della materia che osserviamo nell’universo) ed investigheranno la materia nelle condizioni in cui si trovava pochi milionesimi di secondo dopo il Big-Bang. ALICE affronta questa sfida in maniera complementare agli altri esperimenti di LHC, puntando i) ad un tracciamento puntuale anche in eventi di altissima molteplicità come quelli prodotti in Pb-Pb; ii) ad una capacità di ricostruire impulsi molto bassi (˜ 100 MeV) per non perdere alcuna informazione sullo stato finale; iii) ad una capacità di riconoscimento delle particelle sino ad impulsi superiori ai 10 GeV per studiare i rapporti relativi tra le varie specie, rapporti che la QCD prevede cambiare nel QGP. A questo scopo l’esperimento ALICE si è dotato di numerosi rivelatori con alte prestazioni nell’identificazione delle particelle e che coprono diversi intervalli di impulso con metodologie diverse e complementari. Nella figura accanto si riporta un esempio di spettri di particelle identificate in collisioni Pb-Pb con i relativi intervalli di copertura dei vari rivelatori.