ALICE

Alcuni milionesimi di secondo dopo il Big Bang, l’intero Universo era colmo di un plasma composto da quark e gluoni, enti fondamentali della materia e della forza nucleare.

Il collisore LHC (Large Hadron Collider) del CERN di Ginevra è il più grande acceleratore di particelle mai realizzato, capace di accelerare protoni e ioni pesanti fino a energie ultrarelativistiche. Grazie alle collisioni di nuclei di piombo LHC è in grado di riprodurre in laboratorio un “Little Bang”, ossia condizioni di altissima temperatura (trilioni di gradi centigradi) e densità, simili a quelle che diedero origine al plasma primordiale.

Il rivelatore ALICE (A Large Ion Collider Experiment) riesce a identificare le decine di migliaia di particelle che originano dal decadimento del plasma creato a ogni collisione. Queste misure forniscono un’enorme quantità di informazioni (diverse migliaia di terabyte di dati ogni anno), le quali rivelano dettagli che vanno dal funzionamento dell’Universo primordiale alle caratteristiche della forza nucleare forte, dal meccanismo di produzione degli adroni fino studio delle stelle di neutroni.

ALICE si differenzia dagli altri esperimenti LHC per la grande capacità di identificazione dei vari tipi di particelle ordinarie prodotte dal decadimento della bolla di plasma primordiale: una caratterizzazione estremamente accurata delle “impronte” lasciate nelle distribuzioni finali di particelle originate dal plasma è essenziale per capire la dinamica del plasma stesso.

L’esperimento ALICE è come un “telescopio” sotterraneo puntato su un Big Bang ricreato in laboratorio da quella straordinaria “macchina del tempo” che è l’acceleratore LHC.

In questi ultimi anni, in vista dell’ulteriore innalzamento di energia e di frequenza di collisione previsto per LHC dal 2021 in poi, l’esperimento ALICE sta subendo una serie di upgrade per potenziarne al massimo le prestazioni. In particolare, i due principali rivelatori traccianti sono stati sostituiti o modificati. L’INFN e i Laboratori Nazionali di Frascati hanno dato un contributo essenziale a questo programma realizzando una parte consistente del tracciatore centrale (quello più vicino al punto di collisione) che si caratterizza per un’innovativa tecnologia di sensori a pixel di silicio di enorme risoluzione (12500 megapixel in totale) e flessibilità, atta inoltre a essere sfruttata per un vasto campo di applicazioni (con particolare riguardo alla medicina nucleare in campo oncologico).