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Il Large Hadron Collider (LHC) che si trova presso il CERN di Ginevra è il più grande e potente acceleratore di particelle che abbiamo sulla Terra, una macchina straordinaria che però prima o poi sarà superata da progetti ancora più grandi; uno di essi, sicuramente il più ambizioso, è quello che alcuni scienziati vorrebbero costruire intorno alla Luna.
I collisori di particelle spingono insieme particelle cariche come protoni ed elettroni ad alta velocità. L’energia delle collisioni può creare materia sotto forma di nuove particelle, comprese alcune delle più grandi che conosciamo (come il bosone di Higgs, una particella fondamentale che aiuta a dare massa ad altre particelle). Quindi avere lo spazio extra per costruire un collisore di particelle più grande e più potente potrebbe potenzialmente portare gli scienziati alla scoperta di altre nuove particelle. Queste particelle aiutano a mettere insieme idee di fisica disparate e ci spingono verso una comprensione più completa dell’universo. Una megastruttura sulla luna, da parte sua, potrebbe consentire un’accelerazione delle particelle che raggiunge 14 quadrilioni di elettronvolt, o circa 1.000 volte più energia dell’LHC.
“Abbiamo grandi questioni aperte nella scienza e nella fisica delle particelle e non abbiamo più suggerimenti teorici su dove dovremmo andare per risolverle”, afferma James Beacham, un fisico delle particelle che lavora per la Duke University, che ha aiutato a teorizzare l’acceleratore lunare. “Costruendo un enorme acceleratore, aumentiamo la probabilità di scoprire il prossimo bosone di Higgs. Possiamo anche continuare a studiare la nascita dell’universo ‘riavvolgendo’ un altro pelo verso il Big Bang.”
Costruire questo tipo di infrastruttura massiccia sulla luna può sembrare una sfida insormontabile. Ma, dice Beacham, i passaggi per farlo sono sia pratici che possibili.
FASE 1
La NASA stima che ogni chilo di carico da portare nell’atmosfera terrestre costa circa 700 dollari. Pensate quanto può costare portare carichi sulla Luna. L’idea quindi, in primis, è di inviare forza lavoro sul satellite e capire quali materiali sono utili e già utilizzabili di quelli che sono già presenti sul satellite.
FASE 2
L’acceleratore dovrà essere avvolto attorno alla Luna, ma questo non significa che debba per forza passare per la parte più ampia della sfera. Anche questo è un calcolo che bisognerà affrontare.
FASE 3
“L’opzione migliore per un acceleratore lunare sarebbe quella di utilizzare superconduttori a base di ferro ad alta temperatura, perché sembra che la luna sia piena di ferro accessibile”, afferma Beacham.
FASE 4
Scava gallerie per l’accelratore. Beacham afferma che le variazioni della temperatura della superficie lunare sono un problema immediato. Una serie di magneti superconduttori alimenterà in parte il collisore di particelle, quindi l’intera struttura deve essere a temperatura controllata. “Le variazioni di temperatura giorno-notte sulla luna sono così grandi che almeno per la metà del tempo farebbe troppo caldo perché i magneti possano funzionare”, afferma Beacham.
Beacham nota che la soluzione migliore è seppellire il tunnel almeno 100 metri sotto terra, dove richiederà ancora un po’ di raffreddamento, ma non così tanto. A quella profondità, il collisore è anche esente dal ciclo giorno-notte della luna; che aiuta a mantenere il suo equilibrio di temperatura.
FASE 5
Determinare una fonte di alimentazione. L’acceleratore richiederà così tanta energia che anche tutta la potenza di fissione nucleare esistente sulla Terra, che fornisce circa il 10% della nostra produzione totale di energia, non sarebbe sufficiente.
Si stima che il collisore lunare utilizzerà decine di terawatt di energia, che è più vicino a quello che tutta l’umanità usa ogni giorno (quel numero è di circa 15 terawatt). Qui, gli scienziati suggeriscono di utilizzare una Dyson Sphere a energia solare, una “sovrastruttura” spaziale immaginata in grado di catturare direttamente l’energia da una stella vicina (vedi sotto).
FASE 6
La maggior parte delle persone che studiano il Large Hadron Collider non sono sul posto, perché ricevono enormi quantità di dati che possono studiare da qualsiasi luogo. Beacham crede che l’acceleratore lunare non sarebbe diverso. Ma dobbiamo trovare il modo migliore per trasmettere grandi quantità di dati dalla Luna alla Terra. Ancora più importante, oltre a un equipaggio ridotto per la manutenzione, le persone sulla Terra dovranno essere in grado di far funzionare il collisore.
Naturalmente, ci sono molti ostacoli che potrebbero sorgere durante la pianificazione di un mega progetto infrastrutturale così lontano nel futuro. Ma per ora, Beacham è lieto che il collisore possa almeno riunire alcune delle più grandi menti della scienza. “Sfruttiamo il potere di queste persone che sono davvero decise a tornare sulla luna, portiamole a [concentrarsi sull’acceleratore lunare] progetti che sono per il bene dell’umanità”, dice. “Tutti potrebbero vincere con un progetto del genere”.
fonte:
www.msn.com/it-it/notizie/tecnologiaescienza/come-e-perché-costruire-un-acceleratore-di-particelle-intorno-alla-luna/ar-AASnXjx?ocid=msedgntp