Un viaggio nel tempo con sPHENIX
Nel cuore di un laboratorio sotterraneo a New York, un’imponente macchina del peso di mille tonnellate si erge come protagonista di una missione scientifica senza precedenti. Si tratta di sPHENIX, un rivelatore di particelle all’avanguardia del Brookhaven National Laboratory, concepito per riportarci indietro nel tempo, fino a 13,8 miliardi di anni fa. La sua missione ambiziosa? Catturare il misterioso plasma di quark e gluoni, una sostanza che costituiva l’universo nei primissimi istanti dopo il Big Bang.
La materia primordiale
Oggi, ciò che osserviamo – stelle, pianeti e forme di vita – è composto da protoni e neutroni. Tuttavia, subito dopo l’esplosione cosmica, la materia si trovava in uno stato primordiale, una zuppa incandescente di particelle. Questo plasma, esistito solo per un brevissimo intervallo di tempo, si è rapidamente raffreddato, dando origine alla materia che conosciamo oggi. La sfida principale? Il plasma dura solo un sestilionesimo di secondo e raggiunge temperature stratosferiche, rendendo impossibile la sua osservazione diretta. L’unico modo per studiarlo è analizzare le particelle generate quando viene ricreato negli acceleratori.
La potenza di sPHENIX
La macchina sPHENIX funziona come una telecamera tridimensionale, capace di registrare fino a 15.000 collisioni al secondo tra fasci di ioni d’oro accelerati a velocità prossime a quella della luce. I ricercatori hanno confermato che il rivelatore è in grado di misurare con grande precisione il numero e l’energia delle particelle prodotte durante questi scontri. Quando le collisioni avvengono frontalmente, si generano dieci volte più frammenti, e questi risultano molto più energetici rispetto agli urti laterali. Questo risultato è esattamente ciò che la fisica teorica aveva previsto.
Le emozioni della scoperta
“È un po’ come lanciare nello spazio un nuovo telescopio e ricevere la prima foto nitida”, ha dichiarato Gunther Roland, fisico del MIT. L’emozione tra i ricercatori è palpabile, poiché ora l’esperimento può iniziare a rispondere a domande fondamentali: quanto era denso quel plasma primordiale? Come si muovevano le particelle al suo interno? E quanta energia era necessaria per mantenerle unite?
Un micro-occhio per la scienza
Ma sPHENIX non è solo grande e veloce; al suo interno è presente un “micro-occhio” progettato al MIT, capace di seguire con precisione la traiettoria delle particelle più elusive. Questa tecnologia consente di identificare eventi rari, uno su un miliardo, che potrebbero rivelare comportamenti nascosti del plasma.
Un progetto di collaborazione
Il progetto sPHENIX è il frutto di anni di lavoro e ha ricevuto il supporto del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e della National Science Foundation. I primi dati, raccolti alla fine del 2024 e recentemente pubblicati sul Journal of High Energy Physics, hanno confermato che tutto funziona come previsto. Per i ricercatori, questo segna l’inizio di un vero e proprio viaggio nel tempo. Come ha affermato Cameron Dean, uno dei fisici coinvolti: “Il divertimento comincia adesso. È come avere tra le mani una macchina del tempo in grado di mostrarci com’era l’universo appena nato”.
