Cinquant'anni fa a Frascati il primo sincrotrone

Anello di accumulazione (Ada), 1961

Giovedì primo dicembre si celebrano a Frascati, in provincia di Roma, i 50 anni dalla costruzione del "nonno" dell'acceleratore Lhc di Ginevra: quell'Anello di accumulazione (Ada) che nel 1961 rappresentò la prima macchina al mondo nella quale i fasci di particelle si scontravano frontalmente dopo aver orbitato. Fu un grande successo dei Laboratori di Frascati del neonato Istituto nazionale di fisica nucleare. La ricorrenza verrà celebrata con un meeting scientifico ai laboratori al mattino e, nel pomeriggio, con una manifestazione pubblica alle Scuderie Aldobrandini di Frascati.

Nell'ormai lontano febbraio 1960, una serie di circostanze non casuali portò la scienza italiana in una affascinante avventura che avrebbe lasciato nel futuro il segno della "fisica delle particelle elementari". Quella fisica era nata negli anni Quaranta con l'esperimento di Marcello Conversi, Ettore Pancini e Oreste Piccioni , che avevano identificato un componente dei raggi cosmici non previsto da alcuna teoria: il "muone". Poi, un sogno di Fermi si era realizzato, grazie alla determinazione di Edoardo Amaldi e Gilberto Bernardini: un acceleratore nazionale che affiancasse in Italia le macchine europee del Cern di Ginevra: il sincrotrone per elettroni dei Laboratori nazionali di Frascati (Lnf) era, al tempo, l'acceleratore più efficiente di quel tipo al mondo, costruito dal trentatreenne Giorgio Salvini con uno staff di ventenni appena laureati (fisici e ingegneri, scelti con lungimiranza e fiducia, come oggi non si potrebbe più fare).

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Il lungo viaggio dei raggi cosmici

Riproduzione dell'esperimento Borexino

Rivelatore sottomarino per neutrini di alta energia - allestimento multimediale

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Salvini aveva voluto che i Lnf fossero anche una fucina di idee nuove, chiamando le più belle menti teoriche a collaborare all'uso del sincrotrone: Raul Gatto, Nicola Cabibbo e Bruno Touschek avevano subito abboccato.
L'8 febbraio 1960 Touschek, un austriaco scampato al nazismo, aveva buttato lì una duplice provocazione. Da un lato, mostrava che sparando particelle relativistiche contro particelle in moto contrapposto si sarebbe raggiunta una energia "disponibile" alle trasformazioni della materia enormemente più alta di quella che è disponibile sparando particelle contro bersagli immobili (come avveniva negli esperimenti con i sincrotroni di allora); dall'altro, si spiegava che se uno dei due proiettili fosse stato una antiparticella (elettroni contro positroni) si sarebbe potuto usare un solo anello magnetico (come nel sincrotrone) in cui gli urti avrebbero prodotto "annichilazioni" con scomparsa dei due proiettili e deposizione di energia di enorme densità in un punto del vuoto (come si dice oggi, un mini big-bang).

Eccitare il vuoto per fargli produrre particelle nuove!
Già, ma i positroni non esistono in natura…
Dopo un momento di esitazione, capimmo che il sincrotrone poteva fare i positroni per noi; perché li iniettassimo poi in un anello magnetico ad hoc (suggerì genialmente Giorgio Ghigo) nel quale girassero controcorrente rispetto a un fascio di elettroni della stessa energia. Ma perché si incontrassero e si annichilassero bisognava che girassero nell'anello per ore e ore prima che avessero occasione di fare i mini big-bang. Dunque, senza ostacoli, nel vuoto più spinto che si potesse fare. E noi lo sapevamo fare (Gianfranco Corazza, un grande esperto ). Eravamo pochi: Touschek e io facemmo calcoli per giorni e notti, Ghigo e Corazza progettarono e costruirono; Salvini, Amaldi e Felice Ippolito ci sostennero e lanciarono.

Nel 1961, elettroni e positroni giravano nella piccola Ada (Anello di accumulazione) per decine di ore. Poi facemmo un accordo di collborazione con i francesi di Orsay per aumentare l'intensità. Poi altri nei Lnf (Fernando Amman) misero in cantiere un anello "professionale" 15 volte più grande (Adone), poi i laboratori di tutto il mondo decisero di fare anelli: francesi, russi, americani, tedeschi, inglesi, cinesi, giapponesi eccetera. Lhc , a Ginevra, è l'ultimo della serie. Ma ricordando l'inizio eccitante di Ada, abbiamo il piacere di dire oggi "piccolo era bello"

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