I bosoni W e Z, il Super Calcolo italiano e la nascita dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso (Dal 1981 al 1991)

È il 1983. La sonda Pioneer 10, lanciata 10 anni prima dalla NASA, supera l’orbita di Nettuno diventando il primo artefatto umano a superare i confini del sistema solare. Nello stesso anno Nicola Cabibbo succede ad Antonino Zichichi diventando il settimo presidente dell’INFN.

Nicola Cabibbo (sinistra) con Carlo Rubbia

Sempre nel 1983, la fisica italiana e l’INFN festeggiano uno dei loro più grandi successi. Il 25 gennaio il CERN annuncia infatti la scoperta del bosone W da parte dei rivelatori UA1 e UA2 del Super Proto Sincrotrone (SPS). Insieme al bosone Z, che sarà osservato solo pochi mesi più tardi da UA1, W è una delle due particelle mediatrici della forza elettrodebole.

Carlo Rubbia annuncia la scoperta del bosone W
Fonte CERN

Il risultato, che nel 1984 varrà il premio Nobel per la fisica a Carlo Rubbia e a Simon van der Meer, fornisce la prova definitiva del fatto che forza debole e forza elettromagnetica rappresentano in realtà manifestazioni di un’unica forza, quella elettrodebole. Decisivo il contributo dell’INFN alla scoperta, che oltre a contribuire a UA1 e UA2 con i propri ricercatori, sostiene alla fine degli anni ‘70 la proposta di Rubbia e van der Meer di trasformare SPS in un collisore protone-antiprotone (p-pbar).

Nell’anno della presentazione del Macintosh 128K, il computer che inaugurerà l’era dei Mac e della diffusione su vasta scale dei personal computer, il 1984, l’INFN, sotto la guida di Nicola Cabibbo, promotore dell’iniziativa, dà il via al progetto Array Processor Experiment (APE), attraverso il quale l’istituto riuscirà a dotarsi di risorse di calcolo proprietarie espressamente dedicate alla fisica teorica e necessarie per consentire al paese di contribuire agli studi sulla Cromodinamica quantistica (QCD), la teoria che descrive la forza forte e le complesse interazioni tra particelle elementari con cui questa si manifesta.

Il lavoro svolto nell’ambito di APE, conclusosi nel 1987, consentirà la realizzazione di tre unità per il calcolo parallelo in grado di effettuare un miliardo di operazioni ogni secondo (1 GFlop). Il progetto farà da apripista per lo sviluppo di calcolatori italiani sempre più performanti nel contesto delle successive iniziative APE100 (1994), APEmille (1999) e apeNEXT (2005).

Vista dell’interno di un computer della famiglia APE.
A sinistra una “scheda madre” estratta dal computer
Fonte INFN

Nel 1987, anno in cui i ‘Simpson’ fanno il loro debutto negli Stati Uniti con il cortometraggio d’animazione ‘Good Night’, diventano operativi i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN.

“Dal Gran Sasso alle frontiere dell’infinito” di Febo Grimaldi (1982)
Fonte INFN

Istituiti nel 1986, i Laboratori nascono da un’idea di Antonino Zichichi, che nel 1979 propone di sfruttare i lavori per la realizzazione del traforo autostradale del Gran Sasso, che collegherà l’Aquila a Teramo, per scavare di fianco a esso, sotto il massiccio del Gran Sasso, tre grandi sale (sala “A”, sala “B”, sala “C”) in grado di ospitare, grazie alla schermatura garantita dai 1400 metri di roccia sovrastante, esperimenti e attività di ricerca finalizzate allo studio dei neutrini solari e dei neutrini generati dai più violenti fenomeni cosmici. Iniziati nel 1982, gli scavi si concluderanno nel 1987.

I laboratori, che potranno contare anche su un’infrastruttura di servizio esterna ubicata ad Assergi, sul versante aquilano del Gran Sasso, saranno inaugurati nel 1993, diventando la più grande area di ricerca sotterranea del mondo, e negli anni successivi contribuiranno in maniera significativa alla fisica dei neutrini e dei processi responsabili della loro produzione.

Il 13 novembre 1989, mentre il Game Boy, la prima console da viaggio della storia, è in vendita già da sei mesi, viene inaugurato al CERN il Large Electron-Positron Collider (LEP), il più grande collisole di particelle mai realizzato. A salutare i 1500 ospiti presenti all’evento organizzato per l’occasione e a presentare le future attività di ricerca che saranno svolte grazie a LEP, il neoeletto direttore generale del CERN Carlo Rubbia.

La macchina, del diametro di 27 chilometri, viene assemblata nei pressi di Ginevra, in una galleria posizionata al di sotto di un’area al confine tra Francia e Svizzera e realizzata per mezzo di un’opera di ingegneria civile senza precedenti avviata nel 1983 e conclusasi nel 1988. A guidare la costruzione del collisore e dei suoi rivelatori, L3, ALEPH, OPAL e DELPHI, è il fisico italiano Emilio Picasso. Le collaborazioni responsabili dei quattro esperimenti di LEP saranno contrassegnate dall’importante presenza dei ricercatori dell’INFN.

Particolare del tunnel di LEP
Fonte CERN

dal 1971 al 1981

dal 1991 al 2001

a cura di Ufficio Comunicazione INFN
testi a cura di Matteo Massicci
Comunicazione visiva F. Cuicchio UffCom INFN, produzione Multimedia Service
ITC Services, Servizi Nazionali INFN