L’acceleratore più potente del mondo, il Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra, ha ‘creato’ la materia primordiale, che è esistita solo nei primi istanti dopo il Big Bang da cui è nato l’Universo. Uno dei quattro grandi esperimenti dell’acceleratore, Atlas, ha osservato che le collisioni di ioni di piombo avvenute a temperature altissime hanno prodotto uno stato della materia mai osservato finora: una ‘zuppa’ primordiale nella quale le particelle normalmente imprigionate nei nuclei (quark e gluoni) galleggiano liberamente.
Per il direttore scientifico del Cern, Sergio Bertolucci, ”è davvero impressionante la rapidità con la quale gli esperimenti sono arrivati a questi risultati, relativi ad una fisica davvero molto complessa”. In questo momento i dati che si stanno raccogliendo al Cern sono tali che ” gli esperimenti sono in gara per chi arriva a pubblicare per primo, ma nello stesso tempo c’è una forte collaborazione per assemblare i loro risultati in un unico quadro. E’ un bellissimo esempio di come competizione e collaborazione siano il futuro della ricerca”.
Scoprire la materia primitiva è proprio l’obiettivo di Atlas, l’esperimento alla guida del quale c’è l’italiana Fabiola Gianotti e dove l’Italia è rappresentata attraverso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) da Leonardo Rossi. Oggi è stato quindi un traguardo per questo esperimento ottenere la materia allo stato primitivo.
Ma coma ha fatto il Cern a ricreare il ‘brodo primordiale’? Le collisioni di ioni piombo hanno permesso di ottenere condizioni estreme di pressione e temperatura della materia confrontabili solo a quelle esistite nei primi microsecondi dopo il Big Bang, quando l’universo era più denso di un nucleo atomico e caldo decine di migliaia di miliardi di gradi. In questo ambiente i nuclei della materia si sono ”sciolti” e i quark e i gluoni si sono liberati in un plasma (chiamato Qpg, che sta per Quark Gluon Plasma). Misurare la densità della materia primitiva è stato possibile perché, insieme ad essa, le collisioni hanno prodotto (come era prevedibile) anche due quark o due gluoni molto ricchi di energia, che a loro volta danno origine a due getti di particelle che si propagano in direzioni opposte e che, per le loro caratteristiche, permettono di determinare la densità del mezzo attraverso cui si propagano.