Dopo un quarto di secolo di attività, il Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) del Brookhaven National Laboratory ha concluso i suoi esperimenti rivoluzionari. Il collisore, progettato per ricreare le condizioni dei primi istanti dell’universo, ha simulato con successo il primordiale “plasma di quark e gluoni”, uno stato della materia esistente pochi microsecondi dopo il Big Bang. Questo risultato segna il culmine di un’era unica nella fisica delle particelle statunitense, ma allo stesso tempo segnala una transizione verso una ricerca ancora più ambiziosa con il previsto Electron-Ion Collider (EIC).
Ricreare l’universo primordiale
L’RHIC operava facendo scontrare i nuclei atomici a una velocità prossima alla luce, ricreando le temperature e le densità estreme che caratterizzavano l’infanzia dell’universo. Ciò ha permesso agli scienziati di studiare la forza forte – una delle interazioni fondamentali della natura – e le sue particelle costituenti, quark e gluoni, in un modo mai possibile prima. Gli esperimenti non solo hanno confermato l’esistenza di questo stato esotico della materia, ma ne hanno anche rivelato le proprietà sorprendenti: invece di comportarsi come previsto, il plasma di quark e gluoni ha mostrato un comportamento simile a quello di un liquido con attrito quasi nullo, un fenomeno descritto come “quasi perfetto”.
Risolvere misteri fondamentali
Oltre a ricreare le condizioni primordiali, RHIC ha affrontato enigmi di vecchia data nella fisica delle particelle. Il collisore ha compiuto progressi significativi verso la risoluzione della “crisi dello spin del protone” tenendo conto in modo preciso dei contributi di spin di quark e gluoni, sebbene una parte dello spin rimanga inspiegabile. Ha anche prodotto gli assemblaggi di antimateria più pesanti mai osservati e ha ampliato i confini della nostra comprensione del comportamento paradossale della forza forte, dove le interazioni diventano più deboli a distanze più ravvicinate.
La fine di un’era, l’alba di un’altra
La decisione di concludere le operazioni di RHIC non è stata improvvisa; è stata una mossa strategica per spianare la strada all’EIC. Il nuovo collisore sfrutterà l’infrastruttura esistente di RHIC, riproponendo uno dei suoi anelli di stoccaggio per la circolazione degli elettroni. A differenza dell’RHIC, che si basava sulle collisioni di ioni pesanti, l’EIC utilizzerà elettroni ad alta energia per “tagliare” i nuclei atomici aperti, fornendo una visione senza precedenti della loro struttura interna.
Un nuovo centro di scoperta
L’EIC rappresenta un investimento significativo nella fisica delle particelle statunitense, potenzialmente riconquistando un ruolo di leadership dopo decenni di dominio da parte delle strutture europee e asiatiche. Si prevede che il progetto attirerà la prossima generazione di fisici, consolidando il Brookhaven National Laboratory come hub centrale per la ricerca all’avanguardia. Anche quando l’RHIC verrà chiuso, la sua eredità sopravvivrà attraverso i vasti set di dati che ha generato – comprese le recenti scoperte di “particelle virtuali” all’interno del plasma di quark e gluoni – e le basi gettate per le future scoperte dell’EIC.
La chiusura del RHIC non è una fine, ma piuttosto un passo necessario verso un nuovo capitolo nella fisica delle particelle. Basandosi sui suoi successi, l’EIC promette di svelare ulteriormente i misteri delle forze e delle particelle fondamentali dell’universo, garantendo che la ricerca della conoscenza continui in prima linea nell’esplorazione scientifica.
