Per chi è interessato alla Fisica, in particolare allo studio delle particelle subatomiche, il CERN di Ginevra è una meta imperdibile da visitare: è una sorta di must del “turismo scientifico” anche per tutti gli appassionati di astronomia, di chimica, delle scienze in generale. Ma è una destinazione da scegliere pure da parte di chi vuole capire come e dove si muove la ricerca attuale sulle particelle e l’energia, con le sue innumerevoli applicazioni. Si trova a circa 8 km dalla città, nei pressi del villaggio di Meyrin, presso il confine svizzero-francese.
La sigla CERN significa Conseil Europèen pour la Recherche Nucléaire: era un consiglio di scienziati riunitosi nel 1952, sette anni dopo la fine della II Guerra Mondiale, su mandato di dodici Paesi europei (Italia compresa), per dare il via a un progetto di costruzione di un centro di ricerca nucleare in Europa.
Si scelse la Svizzera e fu fondato nel 1954. Mantenne la sigla come nome, anche se Conseil può essere sostituito più opportunamente da Centre (https://home.cern/). Attualmente sono 27 gli Stati membri del CERN: la Germania è il primo contributore (con il 21,13% del finanziamento nel 2024); seguono Regno Unito, Francia e Italia. Curiosamente anche Israele è nell’elenco, al dodicesimo posto; ed è l’unico Paese partecipante – entrato nel 2013 – non europeo. Da quasi dieci anni alla direzione generale è la romana (ma milanese d’adozione) Fabiola Gianotti, che terminerà l’incarico a fine dicembre.
Il centro è aperto dal martedì alla domenica, dalle 9 del mattino (ultimo ingresso alle 16:30), con chiusure eccezionali durante le vacanze natalizie. Nell’ottobre 2023 è stato inaugurato il Science Gateway, su progetto dell’architetto Renzo Piano: una splendida struttura avveniristica, con lunghi corridoi a passerelle vetrate, che ospita mostre interattive (si può scegliere come lingua anche l’italiano), un grande Auditorium, laboratori, perfetti per la divulgazione scientifica diretta anche ai più giovani.
L’ingresso è gratuito, ma ci si deve registrare: meglio online, con un certo anticipo (https://visit.cern/families-individual-visitors ). Un consiglio: evitare, se possibile, giorni come sabato e domenica, a rischio di affollamento di famiglie con bambini, il che renderebbe senz’altro più difficile la visita delle sale. Anche il periodo febbraio-maggio non è tra i migliori per le visite individuali, essendo più frequenti i viaggi d’istruzione di scuole di tutta Europa.
Una volta effettuata la registrazione sul sito del CERN, si può prenotare il viaggio a Ginevra: una soluzione economica (poco più di 50 euro A/R) per chi abita a Milano è senz’altro il Flixbus, che parte da Lampugnano (davanti all’uscita della M1) e impiega mediamente 6-7 ore per arrivare, con una breve tappa ad Aosta. Partendo alle 14:05, per esempio, si è giunti a Ginevra alle 20:30 circa, a causa di un notevole traffico e code conseguenti; il ritorno, alle 17:35 del giorno seguente, si è svolto più rapidamente (arrivo alle 23:20). La fermata ginevrina del Flixbus è in Place Dorcière (freccia verde sulla mappa), in centro, vicino alla stazione ferroviaria Cornavin.
Per quanto riguarda l’albergo, se si decide di viaggiare in auto si può alloggiare in Francia, presso il confine, dove si trovano camere a prezzi più abbordabili; se invece si usano i mezzi pubblici, è più comodo trovare una sistemazione a Ginevra. Un indirizzo valido – prenotato tramite Booking – è l’Hotel de Geneve, in place Isaac-Mercier (freccia rossa sulla mappa) a una decina di minuti a piedi dalla stazione e dalla fermata dei Flixbus.
L’albergo è anche prossimo alla fermata Goulart del tram 18, che ha il CERN come capolinea. All’atto della prenotazione, si riceve via mail la Geneva Transport Card, che dà accesso gratuito ai trasporti pubblici, compreso il collegamento con l’aeroporto; è valida dal giorno di arrivo fino alle 5:00 del giorno dopo la partenza. Non è necessario stamparla ed è un utilissimo e gentile omaggio per muoversi senza problemi.
Il viaggio sul 18 copre in poco più di mezz’ora la distanza, in una quindicina di fermate fino a “Meyrin, CERN”, prevalentemente su un lungo rettilineo. Eventuali problemi sulla linea – per esempio un incidente che interrompe la circolazione, come abbiamo purtroppo sperimentato! – sono risolvibili comunque in un tempo accettabile, grazie al fatto che i tram hanno due cabine di guida alle estremità e possono quindi essere usati in modo “reversibile”, in entrambe le direzioni.
A lato del Science Gateway si trova il Globe of Science and Innovation, una bella struttura costituita da due sfere concentriche di legno che rappresenta il pianeta Terra, dal diametro di 40 m e alta 27 m; costruita per l’Expo 2002 di Neuchâtel con il nome di Palais de l’Equilibre, fu poi donata nel 2004 al CERN come spazio espositivo, utile a coniugare arte e scienza. Vi è un’esposizione permanente, ospita mostre e spettacoli teatrali, ma in questo periodo il Globe è chiuso e non accessibile.
Un interessante monumento d’acciaio all’ingresso, tra il Globe e il Gateway, è Wandering the immeasurable (2014), ossia “Vagando nell’incommensurabile”, dell’artista canadese Gayle Hermick, a forma di grande nastro alto 7 metri. Porta incisi molti nomi, formule, grafici, e omaggia le grandi scoperte della Fisica. La Hermick decise di dedicare la sua arte a quest’opera dopo che una sua visita al centro, nel 2005, l’aveva fortemente colpita e affascinata. Copernico e Keplero sono abbinati a disegni che rappresentano il modello eliocentrico del sistema solare e le leggi del moto planetario; Galileo ha accanto al nome la rappresentazione delle sue osservazioni dei pianeti al telescopio. Ed ecco anche le prove di misurazione della velocità della luce, le equazioni di Planck e di Einstein, date e tappe fondamentali dal calcolo sessagesimale in Mesopotamia fino alla scoperta del bosone di Higgs al CERN: un vero riassunto di storia della Fisica!
Entrando al Science Gateway si deve passare al bancone dell’accoglienza per mostrare la registrazione effettuata o registrarsi; le visite guidate – in francese o in inglese – si prenotano esclusivamente in loco, iscrivendosi a un gruppo, a determinate ore, se vi è ancora posto (si esauriscono in fretta). È quindi senz’altro meglio arrivare all’orario di apertura o poco dopo.
Tramite queste visite speciali si può entrare, con un cartellino di riconoscimento, negli edifici del CERN dove si svolge la ricerca, a un centinaio di metri, al di là della strada: qui si assiste a un filmato che ricostruisce la storia dei superacceleratori di particelle (il primo del CERN, il Sincrociclotrone, con una circonferenza di circa 16 m, fu costruito nel 1957).
Si osservano strumenti e oggetti utilizzati e si intuisce l’enorme importanza delle scoperte effettuate, che hanno condotto negli anni ‘80 all’invenzione del World Wide Web (la “ragnatela” mondiale di documenti collegati, accessibili tramite Internet); grandi contributi sono stati dati anche in campo medico, per la radioterapia e per metodi diagnostici avanzati. Si osserva anche, al di là di una vetrata, la sala di controllo dell’LHC (vedi sotto).
Al piano -1 del Gateway si depositano zaini, borse, cappotti in locker gialli accanto al Big Bang Cafè, dove si può poi pranzare o prendere uno spuntino a prezzi accessibili.
Un suggerimento banale ma utile per non perdere tempo davanti agli armadietti: il tasto con il lucchetto da premere nella tastiera dello sportello prima di scrivere il codice a quattro cifre è quello a destra. Si tende stranamente (succede a molti!) a premere solo quello di sinistra senza vedere l’altro, e l’operazione di chiusura fallisce. Si inizia quindi con una specie di entanglement…
Occorre controllare, prima di muoversi, gli orari degli spettacoli scientifici nell’Auditorium, in inglese, per non perderli se si desidera assistervi: molto interessante, per esempio, “Misteri della materia”, che mostra anche le proprietà dei superconduttori e del plasma.
Si può dunque iniziare a visitare le mostre interattive, che attualmente sono tre: “Scopri il CERN”, “Il nostro Universo” e “Mondo quantistico”.
La prima – ricca di video esplicativi, modellini, giochi “immersivi”- illustra gli scopi e i fondamenti dei metodi della ricerca al CERN.
Si introduce il visitatore allo studio delle particelle effettuato tramite collisioni negli acceleratori, che producono sciami di nuove particelle, identificate tramite rivelatori. Questi possono riconoscerne le tracce e trovare la loro traiettoria, curvata in modi diversi da magneti; i giganteschi calorimetri elettromagnetici, attraversati dalle particelle, forniscono informazioni sulla loro energia.
Al CERN, nell’area circostante, è in funzione dal 2008 l’acceleratore LHC (Large Hadron Collider), il più grande e il più potente del mondo: un anello sotterraneo, a circa 100 m di profondità (in modo da schermare le radiazioni), lungo 27 km, con enormi magneti mantenuti a -271 °C grazie ad elio superfluido, che guidano i fasci di particelle, adroni, come i protoni e i neutroni, all’interno di due condotti, in direzioni opposte, portandole a velocità prossime a quella della luce, prima di farle collidere al centro di quattro grandi rivelatori, tra cui ATLAS, CMS, ALICE (che corrispondono ad altrettanti, importantissimi, progetti sperimentali di ricerca). Otto ascensori portano al tunnel gli addetti alla manutenzione e alla sicurezza; utilizzano gli esperimenti dell’LHC circa 10.000 scienziati di un’ottantina di Paesi.
L’elevatissima energia cinetica delle particelle accelerate si trasforma dunque in materia, in accordo con la legge di Einstein E= mc2. È da sottolineare che nei condotti del fascio è fatto un ultra-vuoto per evitare collisioni dispersive degli adroni con molecole di gas, e che la temperatura è estremamente bassa (solo 2 gradi sopra lo zero assoluto!) in quanto necessaria per annullare la resistenza elettrica dei superconduttori che costituiscono i cavi delle bobine magnetiche; in questo modo trasportano correnti fino a 12000 ampere, senza perdite. La lega superconduttrice utilizzata è di niobio-titanio. I magneti non vengono deformati dalle enormi forze generate dal campo magnetico grazie a migliaia di “collari” che tengono in posizione le bobine.
L’LHC ha dimostrato nel 2012, con ATLAS e CMS, l’esistenza del bosone di Higgs, previsto dal Modello standard dell’Universo per dare origine alla massa delle particelle, e si sta cercando di dare risposte a domande fondamentali, per esempio riguardanti la materia oscura, l’energia oscura, l’antimateria, le molteplici dimensioni dell’Universo. Peter Higgs, insieme a François Englert, ottenne il Premio Nobel per la Fisica nel 2013.
All’astrofisica è dedicata la seconda mostra: qui si può “vedere” il Big Bang, “entrare” nell’Universo, “costruire” una stella e lanciarla nello spazio… Anche la terza sulla fisica quantistica è affascinante, per quanto complessa.
La visita al CERN non può durare meno di quattro-cinque ore, considerando la quantità di materiale e di video da visionare, con relativi approfondimenti. Si esce quasi frastornati, con la sensazione di essere entrati in uno straordinario mondo parallelo, una sorta di altalena oscillante tra l’infinitamente grande e l’infinitamente piccolo, e sembra che i riferimenti quotidiani di spazio, tempo, forze, energia e materia abbiano assunto significati profondamente diversi. Una passeggiata, prima di ripartire, nel Giardino Inglese, sul lago, con il famoso Horloge Fleurie simbolo di Ginevra, ci riporta sulla Terra!
