La fisica delle particelle, il campo scientifico dedicato allo studio della materia fondamentale e delle forze che governano l’universo, è entrata in una fase cruciale della sua evoluzione. Durante la sua duecentodiciottesima sessione, il Consiglio del CERN ha ufficialmente avviato il processo di aggiornamento della Strategia Europea per la Fisica delle Particelle, creando un Gruppo Preparatorio di Fisica il cui compito principale sarà quello di raccogliere e sintetizzare le idee e i contributi della comunità scientifica. Questa iniziativa mira a delineare una visione condivisa per il futuro della fisica delle particelle in Europa, con un focus particolare sul grande progetto successivo al Large Hadron Collider (LHC) del CERN.
Un panorama scientifico in evoluzione
La scoperta del bosone di Higgs, avvenuta nel 2012 al CERN, ha segnato una pietra miliare per la fisica delle particelle. Questo evento ha confermato l’ultimo tassello previsto dal Modello Standard, una teoria che, pur essendo una delle conquiste più significative della scienza moderna, rappresenta solo il 5% della realtà dell’universo. Nonostante il suo successo, il Modello Standard presenta lacune significative, in particolare riguardo alla materia oscura, che influisce sulla dinamica delle galassie, e all’energia oscura, responsabile dell’accelerazione dell’espansione dell’universo.
Inoltre, rimangono irrisolte questioni fondamentali, come il motivo per cui la materia e l’antimateria non si siano annichilite reciprocamente nei primi istanti dopo il Big Bang. Per affrontare queste domande cruciali, è imperativo approfondire lo studio del bosone di Higgs e delle altre particelle fondamentali, ricorrendo a collisori di nuova generazione capaci di operare a energie superiori.
La visione del futuro: un piano ambizioso
Il Consiglio del CERN ha lanciato il terzo aggiornamento della Strategia Europea per la Fisica delle Particelle il 21 marzo, evidenziando la necessità di un “piano visionario e concreto” per avanzare la conoscenza umana nella fisica fondamentale. Questo approccio è finalizzato non solo a delineare le prossime tappe per il CERN, ma anche a garantire che l’Europa rimanga un attore chiave nella ricerca scientifica globale.
Eliezer Rabinovici, Presidente del Consiglio del CERN, ha commentato: “Le scoperte all’LHC della particella di Higgs e di oltre 70 nuovi adroni compositi sono stati i punti salienti di un decennio straordinario nella fisica delle particelle. I ricercatori di tutto il mondo concordano sul fatto che uno studio più approfondito della particella di Higgs porterà sicuramente a risultati scientifici di grande valore.” Questa affermazione sottolinea l’importanza di continuare a investire nella fisica delle particelle e nell’innovazione tecnologica.
Struttura e obiettivi del Gruppo Strategico Europeo
Nel mese di giugno, il Consiglio del CERN ha eletto il professor Karl Jakobs dell’Università di Friburgo come segretario della strategia. Il Gruppo Strategico Europeo avrà il compito di elaborare e presentare raccomandazioni finali per l’approvazione entro il 2026. La strategia sarà supportata da un ampio coinvolgimento della comunità scientifica, che avrà l’opportunità di esprimere le proprie opinioni e suggerimenti.
Il mandato del Gruppo Strategico Europeo si basa su una visione condivisa: sviluppare un piano che incoraggi il progresso nella fisica fondamentale attraverso la realizzazione di progetti ambiziosi. Questo include il futuro collisore di adroni al CERN, progettato per operare a un’energia del centro di massa di almeno 100 TeV. Il precedente aggiornamento della strategia, concluso nel 2020, aveva già suggerito l’esplorazione della fattibilità di una fabbrica di Higgs, un progetto che ha guadagnato consenso internazionale e sta proseguendo con ricerche concrete.
Progetti in cantiere: il Future Circular Collider
Una delle proposte più intriganti è il Future Circular Collider (FCC), un collisore multistadio progettato per indagare le proprietà del bosone di Higgs e generare nuove scoperte. Nel marzo 2024, è stata presentata una relazione intermedia sullo studio di fattibilità del FCC, con una relazione finale prevista per la primavera del 2025. I risultati di queste ricerche potrebbero fornire un’indicazione cruciale su come proseguire il percorso della fisica delle particelle.
Il supporto per la fabbrica di Higgs ha ricevuto una spinta significativa. Nel dicembre 2023, un rigoroso esercizio di pianificazione negli Stati Uniti ha evidenziato l’importanza di questa struttura, mentre nell’aprile 2024 il CERN e il governo degli Stati Uniti hanno firmato una dichiarazione di intenti per collaborare nel progetto FCC. Queste collaborazioni internazionali sono fondamentali per garantire risorse e expertise necessarie per portare a termine progetti di questa portata.
Verso una decisione cruciale
Karl Jakobs, segretario della strategia, ha sottolineato l’importanza di un approccio unitario: “Dati i lunghi tempi necessari per la costruzione di grandi collisori, è fondamentale che la comunità sia unita in modo da consentire al Consiglio di prendere una decisione sul prossimo collisore al CERN nel 2027/2028.” Questo periodo critico vedrà il CERN impegnato a definire il futuro della fisica delle particelle, in cui il bosone di Higgs e l’esplorazione della frontiera energetica continueranno a occupare un ruolo centrale.
La sostenibilità nella ricerca scientifica
Oltre alla scelta del prossimo collisore, l’aggiornamento della strategia si concentrerà anche sulla sostenibilità e sulla riduzione dell’impatto ambientale delle operazioni del CERN. Sarà necessario individuare le aree di priorità per la ricerca scientifica complementare e altri aspetti rilevanti, come il miglioramento delle tecnologie di accelerazione e rivelazione. L’obiettivo è non solo avanzare nel campo della fisica delle particelle, ma anche farlo in modo responsabile e sostenibile.
Il contributo della comunità scientifica
Durante la sessione di settembre, il Consiglio ha nominato i membri del Gruppo Preparatore di Fisica, che avrà il compito di preparare il contributo scientifico per il Gruppo Strategico Europeo. Inoltre, è stato annunciato che dal 23 al 27 giugno 2025 si terrà un simposio a Venezia, dove i ricercatori saranno invitati a discutere le prospettive future della fisica delle particelle in Europa.
Fabiola Gianotti, Direttore Generale del CERN, ha affermato: “Quest’anno celebriamo al CERN sette decenni di progressi rivoluzionari nel campo della scienza e della tecnologia di base, raggiunti attraverso la collaborazione internazionale.” Questa celebrazione non è solo un momento di riflessione sui successi passati, ma un’opportunità per prepararsi a una nuova era di scoperte scientifiche.
