La presa dati di LHC è proprio finita. Anche quella in cui si fanno collidere protoni contro ioni di piombo, o ioni di piombo tra di loro, che è quello che LHC ha fatto tra fine ottobre e questa notte. Adesso l'acceleratore entra a fase di riposo invernale, le prossime collisioni tra protoni dovrebbero arrivare in primavera, probabilmente a inizio maggio. Nel frattempo, ci sono parecchi dati da analizzare, e, se arriviamo in tempo, le conferenze di fine inverno a cui presentare i risultati di ricerche e misure.
scusa, ma me la tiri.
è la brexit?
🙂
Una domanda: le collisioni con ioni Pb fanno anche loro parte dell'esperimento principale (il tuo) o sono di uno separato?
Grazie e non è vero quello che dice cloc3; continua, anzi di più!
Segnalo un refuso. Al primo rigo: "La presa dati di LHC è proprio finita. Anche quella in qui si fanno". È CUI non QUI.
Buon lavoro!
@Francesca: che vergogna! Diremo che è la colpa del correttore automatico... 😉 (corretto, grazie)
@Juhan: c'è un esperimento "dedicato", ALICE, che è specializzato in queste misure, ma sia ATLAS che CMS prendono data anche loro durante questi run speciali, e fanno delle misure competitive con ALICE anche nel settore della fisica degli ioni pesanti.
@cloc3: sarà il sonno, ma non sono sicuro di aver afferrato la battuta...
Ciao Marco, come mai proprio ioni di piombo utilizzate? Ci sono materiali con una massa volumica maggiore, tipo l'oro. C'è una ragione ben precisa per l'uso del Pb?
@Carletto: nelle collisioni tra ioni la densità del materiale non ha molto interesse (sono proprio gli ioni a essere accelerati, non il materiale in forma solido-cristallina). Il piombo ha numero atomico 82 (dunque 82 cariche elettriche positive da usare per accelerarne lo ione) e numero di massa (medio) 207 (dunque 207 nucleoni che contribuiranno alla collisione), contro i 79/197 dell'oro, che è dunque in quel contesto più "leggero". Detto questo, si fanno anche collisioni con l'oro (e altri metalli), perché la misura dell'evoluzione di certe proprietà in funzione del numero atomico e di massa è importante. Ma se invece ti interessa la massima densità di energia, allora quello che vuoi utilizzare è lo ione stabile più pesante su cui riesci a mettere le mani (da cui il piombo).
le energie in gioco, durante le collisioni tra ioni, sono le stesse?
quando avviene un urto, non c'è il pericolo che l'energia incidente venga dispersa tra i diversi nucleoni, generando un evento meno "profondo"?
@cloc3: le "stesse" rispetto a che cosa? Alle collisioni tra protoni? Se è questa la domanda, la risposta è no: il fascio di ioni di piombo è accelerato da energie inferiori rispetto a quelle a cui sono accelerati i protoni, le energie nel centro di massa del sistema ione-ione o protone-ione sono dunque generalmente inferiori di quelle dei sistemi protone-protone (tra i 4 e gli 8 TeV per p-Pb, a seconda dei settaggi dei fasci).
L'energia del fascio di ioni è poi in effetti condivisa tra tutti i nucleoni, il che implica che l'energia totale a disposizione nell'urto dipende da quanto bene i due ioni di colpiscono. Noi parliamo di "centralità" degli eventi ione-ione: Gli ioni sono infatti degli oggetti estesi: puoi immaginari come dei palloni (o meglio, dei dischi, visto che la dimensione parallela all'asse del fascio è compressa dalla contrazione relativistica). L'energia disponibile dipende da quanto i due ioni siano allineati al momento della collisione: se si sovrappongono completamente (grande centralità) l'energia sarà molta, se si sfiorano appena (piccola centralità, eventi detti "periferici") sarà molto meno. Naturalmente non abbiamo nessun controllo sul livello centralità di una collisione, se non saperne qual'è la probabilità. La misuriamo, e dividiamo gli eventi in funzione dell'energia messa in gioco.
grazie. hai capito la mia domanda.
intuitivamente, mi aspettavo che ci fossero delle difficoltà maggiori a trasferire un grado elevato di energia a uno ione pesante, piuttosto che a un singolo protone.
ti che sei tecnico, potresti spiegarci di che tipo di difficoltà si tratti?
per quanto riguarda l'urto tra gli ioni, facevo una supposizione che forse è diversa (o forse no, ma è meglio se lo dici tu...) dal problema della centralità. immaginiamo per un attimo di osservare il fenomeno nel centro di massa di uno ione fermo. una volta acquisita una certa energia dallo ione incidente, questa dovrebbe essere ripartita tra i numerosissimi ioni del bersaglio. di conseguenza, il potere di penetrazione risulterebbe molto ridotto. questa considerazione ha un senso? se sì, in che misura?
infine, mi hai fatto venire una nuova curiosità.
gli atomi, per quanto molto diversi tra loro, in funzione del numero di elettroni, hanno tutti, grosso modo, lo stesso raggio medio. per i nuclei pesanti, si possono fare considerazioni analoghe oppure no?
@cloc3: hai problemi simili a quelli dei protoni, ma moltiplicati dalla maggiore carica elettrica: non accelerando un solo ione per volta, devi trovare il modo di fare stare insieme una nuvola di ioni carichi positivamente che tenderebbero naturalmente a respingersi.
Certamente l'energia data dall'accelerazione a uno ione viene distribuita tra i vari nucleoni, e dunque, minore è la centralità (ovvero minori sono i nucleoni che realmente interagiscono), minore è la densità reale di energia in gioco.
Quanto al raggio dei nuclei, non hanno certo un raggio costante. La densità nucleare è circa costante, dunque all'aumentare dei nucleoni il raggio aumenta. Lo puoi calcolare con una formuletta approssimata:
\(R = r_0 A^{1/3}\)
dove \(r_0\) è (quasi) una costante, e \(A\) è il numero di massa atomica.