ALICE: Un microsecondo dopo il Big Bang

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Credits: CERN. Photograph: Antonio Saba

ALICE (A Large Ion Collider Experiment) è uno dei quattro grandi esperimenti al collisionatore LHC (Large Hadron Collider) del CERN. Il principale scopo sperimentale della Collaborazione ALICE è legato alla comprensione dei fenomeni non-perturbativi della QCD (quantum chromodynamics, la teoria delle interazioni forti), lo studio della transizione di fase QCD ad alta temperatura e densità di energia e la caratterizzazione delle proprietà dinamiche e termodinamiche del QGP (quark-gluon plasma). 

Secondo la cosmologia del Big Bang, l’Universo si è evoluto da uno stato iniziale di estrema temperatura e densità di energia al suo stato attuale. Le collisioni di ioni pesanti a LHC (nuclei di atomi di piombo) permettono di ricreare in laboratorio queste condizioni estreme che portano alla transizione di fase QCD e quindi alla formazione del QGP, offrendo la possibilità di osservare l’aspetto dell’Universo all’incirca un milionesimo di secondo dopo il Big Bang. Uno degli aspetti più affascinanti legati allo studio del QGP è la possibilità di studiare e comprendere come fenomeni collettivi e proprietà macroscopiche di sistemi complessi emergono dall’evoluzione dinamica degli stessi e dalle leggi microscopiche della fisica, convalidate negli ultimi decenni dal successo del Modello Standard.

Credits: CERN. Photograph: Antonio Saba

Il gruppo ALICE di Bologna ha sviluppato, costruito e mantiene in presa dati il rivelatore di tempo di volo TOF (Time-Of-Flight) di ALICE, un rivelatore di grandi dimensioni (circa 140 metri quadri) e ad alta segmentazione (più di 150.000 canali di lettura) unico al mondo. L’apparato ricopre la regione centrale dell’esperimento ALICE con strip di rivelatori MRPC ad altissime prestazioni e fornisce informazioni cruciali circa l’identità delle particelle emesse nelle violentissime collisioni di LHC, contribuendo quindi a una serie molto assortita di misure di fisica.