Tutti quanti abbiamo sentito parlare degli acceleratori di particelle, se non altro in occasione della “scoperta” del bosone di Higgs qualche anno fa.
E ci sono soltanto due domande che noi profani ci facciamo, a proposito di questi macchinari:
1. Ma cosa diamine sono gli acceleratori, e come funzionano?
2. Cosa succede se infilo la mano in un acceleratore di particelle acceso?
Ok, magari la seconda domanda me la sono fatta solo io.
© 2017 Robert Hradil, Monika Majer/ProStudio22.ch
Comunque, per quanto riguarda il punto n.1, il sito ufficiale del CERN risponde così:
Un acceleratore spinge particelle cariche, come protoni o elettroni, ad alta velocità, vicina alla velocità della luce. Vengono quindi fatte scontrare con un bersaglio o con altre particelle che circolano nella direzione opposta. Studiando queste collisioni, i fisici sono in grado di sondare il mondo dell’infinitamente piccolo.
Quando le particelle hanno energia sufficiente, accade un fenomeno che sfida l’immaginazione: l’energia della collisione si trasforma in materia sotto forma di nuove particelle, la più massiccia delle quali esisteva nell’Universo primordiale. Questo fenomeno è descritto dalla famosa equazione di Einstein E = mc2, secondo la quale la materia è una forma concentrata di energia, e le due sono intercambiabili.
Per quanto riguarda la seconda domanda, da una veloce ricerca viene fuori che non sono affatto l’unico ignorante che se la pone: su internet, appena uno dice di lavorare a un acceleratore viene sommerso dalle richieste di chi non vede l’ora di farsi investire da un fascio di protoni nella speranza di acquisire dei superpoteri.
Perfino alcuni fisici del CERN hanno provato a rispondere all’annosa questione della mano nell’acceleratore, nei primi 4 minuti di questo video.
Eppure, vuoi perché sapranno anche tutto di fisica ma non sono medici, vuoi perché si tratta di una domanda troppo infantile e frivola, i luminari sembrano cadere dalle nuvole e i loro tentativi di rispondere si possono riassumere in un imbarazzato “non lo sappiamo”. (Possibile che non si siano preparati una risposta migliore? Nessuno ha mai fatto loro domande sceme?)
Poco male comunque, perché sulla delicata questione l’unico scienziato della cui risposta mi fiderei ciecamente non sta al CERN, ma in Russia.
Si tratta di Anatoli Bugorski, e non ha messo la mano dentro un acceleratore di particelle acceso… ci ha infilato tutta la testa.
© Sergey Velichkin – TASS
Il 13 luglio del 1978 Bugorski stava ispezionando il sincrotrone U-70 all’Istituto di fisica ad alta energia nella città di Protvino.
Inaugurato nel 1967, questo acceleratore circolare dal perimetro di 1,5 km aveva detenuto per cinque anni il record del mondo per l’altissima energia del suo fascio (quel “70” infatti indica i gigaelectronvolt che raggiunge nella fase finale); e ancora oggi è il più potente di tutta la Russia.
Ispezionare una bestia del genere non è come aprire il cofano e controllare il motore dell’auto – nonostante per chi scrive siano due attività ugualmente esoteriche. Per eseguire la manutenzione, quella mattina, Burgoski doveva infilarsi nel circuito dell’acceleratore. Prima di scendere aveva dunque avvisato la centrale di controllo di spegnere il raggio, nei cinque minuti successivi.
Era arrivato alla sala sperimentale con un minuto o due di anticipo, ma non ci aveva fatto caso perché aveva trovato la porta aperta; inoltre il segnale di sicurezza era spento, segno che il macchinario non era più in funzione. “Che bravi, che efficienti, i ragazzi alla centrale – avrà pensato – hanno già fermato tutto, sapendo che stavo arrivando”.
I ragazzi nella sala di controllo.
Bello tranquillo, si decise quindi ad aprire l’acceleratore.
Quello che non sapeva era che la porta era stata lasciata socchiusa per sbaglio; e che la lampadina del segnale di pericolo si era appena fulminata.
© Sergey Velichkin – TASS
Appena sbirciò all’interno del corridoio, la sua testa venne trapassata all’istante da un fascio di protoni di 2×3 millimetri di grandezza, sparato a una velocità vertiginosa.
Burgoski vide un flash “più luminoso di mille soli”, mentre il raggio entrava dalla parte posteriore del cranio e in una frazione di secondo bruciava una linea retta attraverso il suo cervello, uscendo in prossimità della narice sinistra.
Il tutto fu troppo veloce perché Burgoski avvertisse dolore; ma non abbastanza veloce (almeno, questo voglio immaginare) da impedirgli di imprecare mentalmente contro gli addetti alla sicurezza.
Burgoski venne portato in infermeria, e nel giro di poco tempo la metà del volto colpita si gonfiò a dismisura. Il raggio aveva trapassato il suo orecchio medio, e la ferita continuava a friggergli pian piano i nervi della faccia. Ma il problema vero erano le radiazioni.
In quel millesimo di secondo, Bugorski era stato esposto a una dose di radiazioni pari a 200.000/300.000 röntgen, vale a dire una dose 300 volte maggiore della quantità letale.
Per gli scienziati questo sfortunato dottorando era diventato di colpo un caso di studio interessante.
Dato per spacciato, venne trasferito d’urgenza in una clinica a Mosca, per essere posto sotto osservazione durante quelli che, presumibilmente, sarebbero stati i suoi ultimi giorni di vita. Arrivarono studiosi da tutte le parti per guardarlo morire, perché nessuno prima di lui era mai stato vittima di un fascio di radiazioni così concentrato, come ricorda un articolo su The Atlantic:
la particolarità nel caso di Bugorski era che le radiazioni erano concentrate lungo un sottile fascio attraverso la testa, piuttosto che essere distribuite ampiamente a causa di ricadute radioattive, come nel caso di molte vittime del disastro di Chernobyl o del bombardamento di Hiroshima. Nell’incidente di Bugorski, i tessuti particolarmente vulnerabili, come il midollo osseo e il tratto gastrointestinale, potrebbero essere stati in larga parte risparmiati. Ma dove il raggio colpì la testa di Bugorski, depositò una quantità oscena di energia di radiazione, centinaia di volte maggiore di una dose letale.
Eppure, a dispetto di qualsiasi previsione, Burgoski non morì.
In seguito all’incidente perse totalmente l’udito dall’orecchio sinistro (rimpiazzato da un acufene), soffrì per il resto della vita di crisi epilettiche, e di un’emiparesi facciale. Ma a parte questi danni, permanenti ma non letali, recuperò del tutto la salute: nel giro di 18 mesi tornò al lavoro, completò il dottorato e continuò la carriera di scienziato e coordinatore sperimentale.
Non poté parlare della sua disavventura fino alla fine degli anni ’80, per via del segreto di stato che copriva tutte le informazioni anche solo lontanamente connesse con il nucleare. Burgoski è ancora vivo e vegeto all’età di 77 anni.
Insomma, magari la sua storia non risponde esattamente alla nostra puerile domanda su cosa succederebbe alla nostra mano nell’acceleratore, ma ci può dare un’idea approssimativa.
Come riassume il Professor Michael Merrifield nel video citato:
“Più luminoso di mille soli”: l’uomo che entrò nell’acceleratore di particelle Bizzarro Bazar