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È il più grande solenoide superconduttore esistente al mondo, in grado di creare una campo magnetico 100.000 più potente di quello terrestre.

? finalmente completo il pi? grande solenoide superconduttore mai costruito al mondo: ? formato da cinque gigantesche bobine collegate fra loro e generer? un campo magnetico di 4 Tesla, pari a 100.000 volte il campo magnetico terrestre. Questo apparato straordinario sar? al servizio dell?esperimento Cms (Compact Muon Solenoid), allestito presso l?acceleratore Lhc al Cern.
Il magnete di Cms ? frutto di una vasta collaborazione internazionale tra l?Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, il Cern, il Centro di Ricerche Nucleari (Cea) di Saclay in Francia, il Politecnico Federale di Zurigo (Ethz) e le migliori industrie del settore in Italia, Francia, Svizzera, Germania, Russia e in molti altri Paesi membri della collaborazione.
La consegna dell?ultima bobina del magnete di Cms ? avvenuta ufficialmente oggi nel corso di una cerimonia che si ? tenuta al Cern.

L?esperimento Cms studier? le propriet? delle particelle prodotte nelle collisioni tra fasci di protoni circolanti nell?acceleratore Lhc. Lo scopo principale dell?esperimento ? riuscire ad identificare il bosone di Higgs, la ?primula rossa? della moderna fisica subnucleare. Il bosone (o particella) di Higgs infatti fino ad oggi non ? mai stato osservato direttamente, tuttavia ? previsto dai modelli teorici, che ne ipotizzano l?esistenza per spiegare come mai alcune particelle possiedono la fondamentale caratteristica che chiamiamo massa.
Cms permetter? di studiare i differenti tipi di particelle prodotte negli urti fra protoni separandole grazie a un potentissimo campo magnetico il quale curver? la loro traiettoria a seconda della loro carica elettrica e del loro impulso. Il campo magnetico verr? generato dalle cinque bobine che compongono il magnete, ciascuna del diametro di sei metri, della lunghezza di due metri e mezzo e dal peso di cinquanta tonnellate. Grazie a un sofisticato sistema di raffreddamento a elio liquido, le bobine saranno tenute alla bassissima temperatura di -269 C?, cos? da essere rese superconduttive (la superconduttivit? permette la circolazione senza perdite di ingenti correnti elettriche che producono a loro volta il potentissimo campo magnetico). L?intero magnete sar? poi racchiuso in un gigantesco cilindro a vuoto che lo isoler? termicamente dall?ambiente esterno. Infine una struttura composta da 12.000 tonnellate di ferro (la quantit? utilizzata per costruire la Torre Eiffel) verr? utilizzata per ?imbrigliare? le linee di campo magnetico che altrimenti si disperderebbero nell?ambiente creando disturbi. Nel complesso, Cms sar? un gigantesco apparato dal diametro di 16 metri e dalla lunghezza di 22 metri: le dimensioni di un palazzo di cinque piani!

?L?Italia ha un ruolo fondamentale nella costruzione di Cms: Cms Italia ? infatti una delle maggiori collaborazioni di fisici delle alte energie nel mondo, conta 235 ricercatori, tra fisici ed ingegneri, appartenenti a 14 Sezioni e Laboratori dell?Infn e a 13 Universit?. Il nostro Paese ha partecipato alla progettazione globale del sistema e inoltre si sono svolte esclusivamente in Italia, grazie alla collaborazione fra Ansaldo Superconduttori e la sezione Infn di Genova, sia la delicatissima operazione di avvolgimento del cavo conduttivo che compone le bobine, sia la realizzazione dei cilindri refrigeranti che le ospitano. La medesima collaborazione ha reso possibile portare a termine anche altre fasi estremamente delicate, come l?impregnazione finale delle bobine per immersione sotto vuoto in un bagno di resina epossidica. Questo trattamento ? stato necessario per riempire di una matrice solida anche le pi? minuscole intercapedini, cos? da bloccare il cavo conduttore ed evitare ogni minima vibrazione, la quale avrebbe provocato calore e alterato le bassissime temperature necessarie per la superconduttivit? spiega Guido Tonelli, responsabile nazionale di Cms Italia, docente di Fisica Generale presso l?Universit? di Pisa e collaboratore dell?Infn.

Il complesso e delicato lavoro svolto dai fisici e dagli ingegneri dell?Infn per la realizzazione delle bobine del magnete di Cms ha richiesto lo sviluppo di innovative soluzioni tecnologiche e molta precisione. ?Per evitare difetti nel cavo conduttivo sono state messe a punto nuove tecniche di saldatura e si sono inventate attrezzature ad-hoc per garantire il perfetto avvolgimento e l'impregnazione in resina epossidica di chilometri di cavo conduttore. Inoltre ? stato necessario progettare e mettere a punto attrezzature speciali capaci di precisioni meccaniche pari a frazioni di millimetro su dimensioni di qualche metro. Nel complesso la realizzazione del grande magnete ? stata una delle maggiori sfide tecnologiche di Cms: abbiamo impiegato circa 10 anni di lavoro e un investimento globale superiore agli 80 milioni di euro. La superconduttivit? gioca un ruolo sempre piu? importante nella societ?: ad esempio la totalit? dei magneti usati nella Risonanza Magnetica Nucleare (Nmr) sono superconduttori. ? fondamentale pertanto che esistano in Italia competenze industriali in questo ambito. L?Infn ? stato fra i precursori dello sviluppo di questa tecnologia insieme all?industria italiana? commenta Pasquale Fabbricatore, dirigente tecnologo dell?INFN di Genova, responsabile italiano del progetto.

Anche il trasporto delle bobine che compongono il magnete di Cms da Genova, dove sono state messe a punto, a Ginevra ? stato a suo modo una operazione delicata. I singoli giganteschi moduli sono stati trasportati al Cern partendo dal porto di Genova e risalendo il fiume Rodano fino a Macon, in modo da ridurre al minimo il viaggio su strada. Il primo dei cinque moduli ? stato consegnato a febbraio del 2004. La messa in opera del magnete di Cms ? prevista per la prossima estate, mentre il collaudo finale avverr? entro la fine dell?anno.