How does an atom-smashing particle accelerator work? - Don Lincoln

Come funziona un acceleratore di particelle? - Don Lincoln

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Traduttore: Valeria Greco Revisore: Anna Cristiana Minoli

One of the grandest scientific tools ever made by mankind

Uno dei più grandiosi strumenti scientifici mai costruiti dall'umanità

is called an atom smasher.

si chiama acceleratore di particelle.

And I mean literally grand.

Intendo grandioso in senso letterale.

The biggest one ever built,

Il più grande mai costruito,

the Large Hadron Collider, or LHC,

il Large Hadron Collider, o LHC,

is a ring with a circumference of about 18 miles.

è un anello con una circonferenza di circa 30 km.

That's more than the entire length of Manhattan.

Che è molto di più della lunghezza completa di Manhattan

So what is an atom smasher?

Cos'è un acceleratore di particelle?

It is a device that collides atomic nuclei together

È un dispositivo che fa entrare in collisione i nuclei atomici

at extremely high energy.

a energie estremamente alte.

The most powerful one scientists have ever built

Il più potente che gli scienziati abbiano mai costruito

can heat matter to the hottest temperatures ever achieved,

può riscaldare la materia fino a temperature mai raggiunte,

temperatures last seen at a trillionth of second

temperature presenti un trilionesimo di secondo

after the universe began.

dopo l’inizio dell’Universo.

Our accelerators are full of engineering superlatives.

I nostri acceleratori sono pieni di meraviglie ingegneristiche.

The beam-containing region of the LHC is a vacuum,

Nella regione che contiene il fascio del LHC c'è il vuoto,

with lower pressure than what surrounds

con pressioni più basse di quelle che si trovano attorno

the international space station,

alla stazione spaziale internazionale,

and is 456 degrees Fahrenheit below zero,

e ci sono 235 gradi sotto zero,

colder than the temperature of deepest space.

più freddo dello spazio più profondo.

A previous accelerator sitting in the LHC tunnel

Un precedente acceleratore posto nel tunnel del LCH

holds the world record for velocity,

detiene il record mondiale di velocità,

accelerating an electron to a speed so fast

accelerando un elettrone a velocità così elevata

that if it were to race a photon of light,

che se dovesse gareggiare contro un fotone,

it would take about 14 minutes for the photon

ci vorrebbero 14 minuti al fotone

to get a lead of about 10 feet.

per superarlo di circa tre metri.

If that doesn't impress you,

Se questo non vi impressiona

remember the photon is fastest thing in the universe,

ricordate che un fotone è la cosa più veloce dell’universo,

it goes about 186,000 miles per second.

viaggia a circa 300 000 km al secondo.

So how do these subatomic particle accelerators work?

Come lavorano gli acceleratori delle particelle subatomiche?

Well, they use electric fields.

Usano i campi elettrici.

Electric fields make charged particles move in the same way

I campi elettrici fanno muovere le particelle cariche

that gravity will pull a dropped baseball.

come la gravità attira una palla da baseball in caduta libera.

The force from the electric field

La forza di un campo elettrico

will pull a particle to make it move.

colpirà una particella e la farà muovere.

The speed will continue to increase

La velocità continuerà ad aumentare

until the charged particle is moving incredibly fast.

finché la particella carica si muove con incredibile velocità.

A simple particle accelerator can be made

Un piccolo acceleratore può essere fatto

by hooking two parallel metal plates to a battery.

con due piastre metalliche parallele collegate a una batteria.

The charge from the battery moves

La carica si muove dalla batteria

on to the two metal plates

sulle due piastre

and makes an electric field that pulls the particle along.

e genera un campo elettrico che spinge le particelle lungo le piastre.

And that's it,

E eccolo,

you got a particle accelerator.

avete una acceleratore di particelle.

The problem is that an accelerator built this way is very weak.

Il problema è che un acceleratore costruito in questo modo è poco potente.

Building a modern accelerator like the LHC this way

Per costruire in questo modo un moderno acceleratore come il LHC

would take over five trillion standard D-cell batteries.

ci vorrebbero più di 5 trilioni di batterie per torce.

So scientists use much stronger batteries

Per cui gli scienziati usano batterie molto più forti

and put them one after another.

e le mettono una dietro l'altra.

An earlier accelerator used this method

Un precedente acceleratore usava questo metodo,

and was about a mile long

era lungo un chilometro e mezzo

and was equivalent to 30 billion batteries.

ed era equivalente a 30 miliardi di batterie.

However, to make an accelerator

Comunque, per fare un acceleratore

that is equivalent to five trillion batteries

che sia equivalente a 5 trilioni di batterie

would require an accelerator 150 miles long.

ci vorrebbe un acceleratore lungo circa 240 km.

Scientists needed another way.

Gli scienziati dovevano trovare un altro modo.

While electric fields would make a particle go faster,

Mentre un campo elettrico fa andare una particella più veloce,

magnetic fields make them move in a circular path.

i campi magnetici le fanno muovere lungo un percorso circolare.

If you put an electric field along the circle,

Se si mette un campo elettrico lungo un cerchio,

you don't need to use miles of electric fields,

non è necessario usare miglia di campi elettrici

you can use a single electric field over and over again.

Si può usare un singolo campo molte volte.

The beams go around the circle,

I fasci percorrono il cerchio

and each time they gain more energy.

e ogni volta acquisiscono maggiore energia.

So very high-energy accelerators consist of

Quindi gli acceleratori ad alta energia sono costituiti da

a short region with accelerating electric fields,

una piccola regione con i campi elettrici acceleranti,

combined with long series of magnets

combinati con una lunga serie di magneti

that guide the particles in a circle.

che guidano le particelle nel percorso circolare.

The strength of the magnets

La forza dei magneti

and the radius of the circular path

e il raggio del percorso circolare

determines the maximum energy of the beam.

determinano la massima energia del fascio.

Once the beam is zooming along,

Una volta che il fascio è lanciato

then the real fun begins,

allora comincia la parte divertente,

the smashing.

lo scontro.

The reason physicists want to get

Il motivo per cui i fisici vogliono che

those particles moving so fast

queste particelle si muovano così velocemente

is so that they can slam them into one another.

è che possano collidere violentemente una contro l’altra.

These collisions can teach us

Queste collisioni possono insegnare

about the fundamental rules that govern matter,

qualcosa sulle regole fondamentali che governano la materia

but they'd be impossible without the feat of engineering

ma sarebbero impossibili senza l’apporto dell’ingegneria

that is the particle accelerator.

che è l’acceleratore di particelle.