Il progetto da 19 miliardi di dollari del CERN può sopravvivere a un mondo sempre più frammentato?
Gli aspetti scientifici alla base del progetto Future Circular Collider del CERN sono consolidati. Quelli finanziari meno. In un contesto geopolitico sempre più instabile, il laboratorio deve affrontare la sfida più grande dei suoi 70 anni di storia.
Il laboratorio di fisica delle particelle del CERN, alle porte di Ginevra, sta per scrivere un nuovo capitolo della sua storia. Il super acceleratore di nuova generazione, il Future Circular Collider (FCC), ha il supporto della comunità scientifica e ha superato uno studio di fattibilità condotto da 1’500 esperti ed esperte. I fisici e le fisiche europei lo hanno ufficialmente raccomandato come prossimo acceleratore di riferimento del CERN e il Consiglio del CERN, da poco riunitosi a Budapest, ha approvato l’FCC come parte integrante della futura strategia europea per la fisica delle particelle.
“C’è un consenso assoluto e chiaro all’interno della comunità della fisica delle particelle sul fatto che l’FCC sia la strada da seguire”, afferma il direttore generale del CERN Mark Thomson. Molto meno chiare sono invece le modalità di finanziamento.
La prima fase dell’FCC ha un costo stimato di 15 miliardi di franchi svizzeri. Metà del finanziamento dovrebbe provenire dai contributi degli stati membri e Thomson spera che l’Unione Europea (UE) si impegni nel progetto con 3 miliardi di euro nel 2027 (pari a 2,7 miliardi di franchi). Infine, lo scorso dicembre, donatori privati hanno promesso 860 milioni di euro. Ma tutto considerato, al CERN mancano ancora 4 miliardi di franchi circa. Il laboratorio punta a colmare il gap con ulteriori donazioni private e contributi dagli Stati non membri.
Se il CERN riuscirà a trovare i fondi e ad avviare il progetto, getterà le basi per nuove scoperte e per attrarre nuove generazioni di fisici delle particelle a Ginevra. Tuttavia, il piano finanziario elaborato finora appare ottimistico alla luce di un momento particolarmente difficile per le relazioni internazionali.
Gli articoli di questa serie analizzano le ambizioni scientifiche e gli sforzi del più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle per rimanere un crocevia internazionale per la comprensione del nostro universo.
Fratture geopolitiche
La cooperazione scientifica internazionale che ha portato alla costruzione del Large Hadron Collider (LHC) nacque negli anni 1990, in un contesto internazionale totalmente diverso. La Germania, principale contribuente annuale del CERN, sostiene in linea di principio l’FCC, ma ha espresso riserve sul meccanismo di finanziamento proposto, opponendosi all’uso del bilancio pluriennale dell’UE. Il Regno Unito, altro membro di lunga data del CERN e Paese d’origine di Thomson, intende ridurre del 30% i fondi destinati ai programmi di fisica delle particelle. I tagli minacciano collaborazioni esistenti con il CERN, incluso un esperimento previsto nell’ambito dell’LHC aggiornato.
Negli Stati Uniti, l’amministrazione del presidente Donald Trump ha ripetutamente tagliato programmi scientifici. La fisica delle particelle non sembra rappresentare una priorità per la Casa Bianca quanto l’intelligenza artificiale o le tecnologie quantistiche. Sebbene non siano uno Stato membro del CERN, gli Stati Uniti hanno creato negli anni una forte partnership con il laboratorio ginevrino e i ricercatori e le ricercatrici statunitensi costituiscono la più grossa comunità del CERN, con oltre 2’000 collaboratori e collaboratrici. Gli USA hanno inoltre contribuito finanziariamente a vari esperimenti, ad esempio stanziando circa 80 milioni di franchi per lo sviluppo di nuovi magneti per l’aggiornamento dell’LHC. “Resto fiducioso che la relazione tra CERN e Stati Uniti continuerà”, dichiara Thomson.
La Russia, partner persino durante la Guerra Fredda, è stata espulsa dal CERN a seguito dell’invasione dell’Ucraina. Thomson riconosce che i contributi scientifici, finanziari e ingegneristici di Mosca “sono stati significativi”, ma ammette di non sapere se e quando il Paese potrà essere reintegrato.
In mezzo a tante difficoltà, c’è una notizia positiva per il laboratorio: la Cina ha sommessamente accantonato i piani per un proprio super-acceleratore da 100 chilometri, rinviando ogni decisione al 2030. “Questa è un’opportunità per noi”, osserva Fabiola Gianotti, che ha guidato il CERN per dieci anni, fino allo scorso gennaio. “Se fosse stato approvato ora, quel progetto avrebbe avuto buone possibilità di partire prima dell’FCC”. Nel frattempo, la Cina ha anche dichiarato il proprio interesse a collaborare con il CERN sul progetto FCC.
>>“Lo strumento più straordinario mai costruito”? Guarda il nostro video su FCC:
L’opposizione dietro casa
Al di là delle cancellerie europee e di Washington, il CERN deve affrontare un’altra sfida: quella delle persone destinate a vivere sopra la nuova macchina. Una rete di associazioni svizzere e francesi, guidata dalla NGO ginevrina Noé21, conduce da tempo una campagna contro il progetto. Oppositori e oppositrici ne contestano l’elevato consumo di elettricità, gli 8 milioni di metri cubi di materiale di scavo previsti e un’impronta carbonica che considerano non adeguatamente quantificata.
“Capisco le esigenze del CERN, ma questo non vuol dire che dobbiamo accettare qualcosa che costerà decine di miliardi – nessuna sa il vero prezzo finale – e che inquinerà la regione per gli anni a venire,” afferma Jean-Bernard Billeter, membro di Noé21.
Lo scorso febbraio circa 100 residenti si sono riuniti a Presinge, un comune a est di Ginevra, che dovrebbe ospitare uno dei siti di superficie dell’FCC. Claude Schaeppi Borgeaud, un’artista locale, non ha escluso la possibilità di ricorrere alla Corte europea dei diritti dell’uomo. Christina Meissner, deputata del parlamento cantonale di Ginevra, ha dichiarato all’evento di febbraio: “ci hanno promesso consultazioni pubbliche, ma finora non ne ho viste”.
Tra maggio e settembre si svolgeranno quattro mesi di dibattiti pubblici e consultazioni sull’FCC tra il CERN e la popolazione. In un comunicato stampa, Noé21 ha stigmatizzato che “i primi eventi annunciati sembrano essere momenti informativi a senso unico piuttosto che dibattiti”.
Lo studio di fattibilità del CERN propone di riutilizzare i materiali di scavo in ambito agricolo e dell’edilizia civile e prevede che future innovazioni tecnologiche aiuteranno a mantenere il consumo elettrico in linea con i livelli attuali dell’LHC. Il CERN è anche convinto che i lavori di costruzione produrrebbero circa un terzo delle emissioni di carbonio generate dalle Olimpiadi di Parigi del 2024. Per Billeter, tutte queste rimangono proiezioni. E cita come monito il caso del Superconducting Super Collider, un acceleratore da 87 chilometri abbandonato in Texas a metà dei lavori.
Thomson riconosce il problema ambientale. “Dobbiamo dimostrare che possiamo costruire questa macchina in maniera responsabile dal punto di vista ambientale, prendendo in considerazione le preoccupazioni della popolazione”.
>>Per saperne di più sulle potenzialità del collisore di particelle di nuova generazione, leggi l’articolo qui sotto:
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Il piano B – e il costo di un compromesso
Se non sarà possibile raggranellare tutti i 15 miliardi di franchi necessari, il CERN ha un piano alternativo: un FCC ridimensionato, che opererebbe a energie massime inferiori e includerebbe due rilevatori invece di quattro, con un risparmio stimato attorno al 15%, ossia oltre 2 miliardi di franchi.
“Queste non sono riduzioni trascurabili, ma persino un FCC in formato ridotto resterebbe scientificamente superiore ad altre opzioni”, sostiene Thomson.
Maria Spiropulu, collaboratrice del CERN e ricercatrice al California Institute of Technology, considera questa proposta di piano B una mossa tatticamente intelligente. “È molto astuta, perché dimostra che ci crediamo fino in fondo. Se proponessimo un’altra opzione solo per risparmiare, rischieremmo di ridimensionare l’intero campo di ricerca”.
Perché andare avanti
Ora che il Consiglio del CERN ha approvato l’FCC come caposaldo della prossima strategia europea per la fisica delle particelle, una decisione finale è prevista per il 2028. Se sarà positiva, gli scavi potrebbero iniziare intorno al 2033 e l’acceleratore entrerebbe in funzione nel 2046.
Gli interessi in gioco, rivela il presidente del Consiglio del CERN Costas Fountas, vanno ben oltre il singolo esperimento e riguardano “la leadership nella fisica ad alta energia, e la capacità di attrarre il top 5% di ricercatori e ricercatrici disposti ad andare ovunque pur di fare la scienza che desiderano”.
Scienziati e scienziate evidenziano anche i benefici sociali ed economici che l’FCC potrebbe portare, oltre al contributo di conoscenza sulle origini dell’universo. In fondo, proprio al CERN nacque il World Wide Web.
“Se l’FCC si farà, saremo in grado di assicurare il futuro di questo laboratorio per i prossimi 100 anni”, afferma Maurizio Pierini, fisico delle particelle al CERN. La questione, ora, è se la volontà politica sarà all’altezza dell’ambizione scientifica.
Prima di dare inizio ai lavori su FCC, l’attuale acceleratore del CERN subirà un profondo rinnovamento. Il prossimo 30 giugno, il Large Hadron Collider verrà spento per quattro anni. Lo scopo della macchina aggiornata – nota come High Luminosity LHC, o HiLumi LHC – è di produrre circa dieci volte il numero di collisioni tra protoni rispetto al design originale di LHC. Ciò dovrebbe consentire delle misurazioni molto più dettagliate del bosone di Higgs, inclusa la possibilità di analizzare per la prima volta come il bosone interagisca con se stesso.
I ricercatori e le ricercatrici installeranno nuovi magneti realizzati con materiali superconduttori innovativi, capaci di generare campi magnetici fino a 11,3 tesla, rispetto agli attuali 8,6. Maria Spiropulu del California Institute of Technology ha contribuito allo sviluppo di un nuovo rilevatore del tempo per l’esperimento CMS, in grado di distinguere collisioni che avvengono a soli 30 picosecondi di distanza l’una dall’altra.
L’aggiornamento HiLumi rappresenta, secondo le parole di Thomson, “una nuova era per LHC” – e un ponte scientifico verso il futuro.
A cura di Gabe Bullard e Veronica De Vore/dos
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