Una nuova esposizione permanente per scoprire gli strumenti e il lavoro di chi esplora l’infinitamente piccolo



Extreme. Alla ricerca delle particelle, è la nuova esposizione permanente progettata e realizzata dal Museo in partnership con CERN – Organizzazione europea per la ricerca nucleare e INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.
L’esposizione permette di gettare uno sguardo su un ambito di ricerca affascinante, che esplora la trama della materia nelle sue componenti più infinitesimali.

In questa indagine dei mattoni fondamentali del nostro universo, oggi il lavoro di migliaia di scienziati da tutto il mondo converge attorno a grandissime strutture dotate di macchinari sempre più potenti e sofisticati.
Cosa fanno questi ricercatori? Quali strumenti utilizzano? Che idee si esploreranno nel prossimo futuro? Le particelle elementari si “usano” solo in questi grandi laboratori?

L’esposizione svela ciò che accade all’interno dei laboratori di due dei più grandi istituti di ricerca che svolgono esperimenti legati alla fisica delle particelle. Oggetti, anche di grandi dimensioni e di valore storico, insieme a installazioni multimediali e interattive caratterizzano l’esperienza di visita.

12 luglio 2016: INAUGURAZIONE

Il 12 luglio 2016 è stata inaugurata la nuova esposizione permanente progettata e realizzata dal Museo in partneship con CERN e INFN per scoprire gli strumenti e il lavoro di chi esplora l’infinitamente piccolo. Diversi gli ospiti intervenuti tra cui Matteo Renzi - Presidente del Consiglio dei Ministri, Stefania Giannini - Ministro dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca, Beppe Sala - Sindaco di Milano, Fabiola Gianotti - Direttore Generale CERN European Laboratory for Particle Physics, Fernando Ferroni – Presidente dell’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Carlo Sangalli – Presidente della Camera di Commercio di Milano, Luca Del Gobbo – Assessore all’Università, Ricerca e Open Innovation di Regione Lombardia.
Padrone di casa Fiorenzo Galli – Direttore Generale del Museo.

TRACCE E RIVELATORI

Il racconto espositivo ha inizio con la presentazione di un metodo di ricerca comune alla fisica delle particelle e a molte altre discipline scientifiche: osservare e studiare le tracce per riconoscere e ricostruire un evento. Si usano le tracce perché sono ciò che resta di un evento che si vuole studiare ma che si è già svolto, è stato molto veloce, o impossibile da rilevare con gli strumenti a disposizione, oppure è raro o nascosto.
Oltre la parete introduttiva si cela una videoinstallazione suggestiva dedicata al tema delle tracce. Questa mostra immagini di alcune tracce relative ad ambiti scientifici diversi (zoologia, botanica, climatologia, paleontologia, studio dell’attività solare, geologia, etc.). Alle immagini sono associate brevi frasi che suggeriscono cosa le tracce rivelino.
Di fronte è posta una seconda installazione, realizzata come la prima dallo studio N!03 [ennezerotre] ma questa volta con la tecnica olografica. Qui si mostra la ricostruzione di un evento (una collisione tra particelle) ottenuta grazie allo studio delle tracce lasciate dalle particelle stesse..

In questa stessa area il visitatore si confronta con alcuni dei più importanti strumenti utilizzati nella ricerca delle particelle: i rivelatori. In un allestimento scenografico sono esposti oggetti storici e attuali che raccontano importanti tappe della fisica italiana e internazionale. Un prototipo di test del rivelatore centrale utilizzato nell’esperimento UA1 del CERN (esperimento che permise a Carlo Rubbia e Simon van der Meer di ricevere il premio Nobel nel 1984), il microrivelatore di vertice utilizzato nel corso dell’esperimento Delphi (operativo tra il 1989 e il 2000 al LEP, l’acceleratore che stava nello stesso tunnel che ora ospita LHC), una storica camera a nebbia utilizzata presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Milano negli anni Cinquanta e restaurata per l’occasione, si affiancano a componenti di rivelatori utilizzati negli esperimenti oggi svolti dal CERN e dall’INFN, come ad esempio un fotomoltiplicatore realizzato per l’esperimento Borexino nei Laboratori dell’INFN al Gran Sasso. Ogni oggetto esposto è accompagnato da una didascalia che ne spiega la funzione e, in alcuni casi, da un racconto più esteso attraverso immagini e documenti.
In parallelo, il racconto di alcuni dei principali esperimenti oggi in corso al CERN (ATLAS, CMS, LHCb, ALICE) e ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN (DARKSIDE, BOREXINO, CUORE) permette di conoscere i rivelatori attualmente in uso, le loro dimensioni effettive e in quali indagini sono coinvolti.

In mezzo agli strumenti e alle immagini dai laboratori, si inserisce nell’esposizione la scultura “Atlas Remeshed” di Davide Angheleddu.
Si tratta di una rappresentazione artistica di una delle collisioni avvenute nel rivelatore ATLAS, che hanno permesso nel 2013 di confermare a livello sperimentale l’esistenza del bosone di Higgs, particella teorizzata nel 1964.
Nella scultura i dati reali dell’esperimento sono stati interpretati per fissare questo evento storico. L’opera visualizza attraverso quattro traiettorie blu la “firma” del passaggio della particella, ossia le tracce di due muoni (una sorta di elettroni pesanti) e di due elettroni. Le altre tracce, non significative per l’esperimento, sono rappresentate da un volume ottenuto attraverso un processo di computer grafica chiamato “remeshing”. È grazie a questa scelta interpretativa, che crea un contrasto tra la nitidezza delle quattro traiettorie e l’estendersi della forma geometrica, che si può facilmente cogliere l’elemento significativo ai fini della ricerca del bosone di Higgs.
L’opera realizzata in digitale è stata stampata con una stampante 3D e da questo modello è stato realizzato l’oggetto ingrandito in esposizione, attraverso un procedimento di scultura e assemblaggio appositamente messo a punto.

I LUOGHI DELLA RICERCA

Gli esperimenti connessi alla fisica delle particelle devono essere condotti in luoghi specifici, il più possibile isolati o schermati da elementi disturbanti, come i raggi cosmici.
Per questa ragione i macchinari sono collocati ad esempio sottoterra, in caverne appositamente realizzate come i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, oppure sott’acqua o nello Spazio.
Quando il “rumore di fondo” prodotto dalle particelle che non interessano ai fini della ricerca viene eliminato, gli scienziati parlano di silenzio cosmico.
Attraverso un parallelismo con il rumore ambientale visivo e sonoro, l’esposizione permette di sperimentare in prima persona il silenzio cosmico, entrando in uno spazio incolore e completamente insonorizzato realizzato con pannelli all’avanguardia.
Accanto a questa installazione immagini scenografiche mostrano luoghi “estremi” della ricerca come i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN e i rivelatori spaziali. Tra gli oggetti esposti un lingotto di piombo, ritrovato insieme ad altri nel relitto di una nave romana, naufragata tra l’80 e il 50 a. C. al largo della costa sarda, e utilizzato nell’attività di isolamento dell’esperimento CUORE nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Il materiale usato per schermare i rivelatori infatti può a sua volta produrre particelle che generano segnali di disturbo. La lavorazione del piombo nell’antica Roma faceva sì che questo perdesse la piccola percentuale di uranio naturalmente presente e oggi, trascorsi 2000 anni, i lingotti sono liberi da gran parte della loro radioattività residua. Per questo diventano un materiale “ultrapuro” utilissimo per schermare gli apparati di ricerca.

La ricerca avviene anche in luoghi più comuni, come gli uffici, le sale di controllo e le aree tecniche, o meno formali e tradizionali, come il ristorante, dove i ricercatori approfittano per confrontarsi con i colleghi provenienti da tutto il mondo, badando meno a ruoli e anzianità. Un ruolo speciale spetta allo spazio virtuale: le centinaia di istituti che lavorano insieme sono collegati da una rete informatica. Il World Wide Web, inventato al CERN alla fine degli anni 1980, è figlio di questa esigenza di scambiare dati e informazioni tra ricercatori. Una sala dell’esposizione focalizza l’attenzione sulla quotidianità dei fisici, degli ingegneri e dei tecnici che lavorano agli esperimenti. Alle pareti, un’installazione creata a partire dalla ricerca fotografica di Andri Pol, che ha documentato per oltre due anni il lavoro giornaliero al CERN.
Al centro, una postazione, che fa parte dell’installazione “I professionisti della ricerca”, riproduce cinque armadietti. Attraverso le testimonianze dirette dei ricercatori del CERN e dell’INFN intervistati nel corso del progetto di documentazione orale ideato e realizzato dal Museo è possibile guardare il mondo della ricerca delle particelle con gli occhi di chi lo vive in prima persona. Uno sguardo intimo che, attraverso una frase iconica e un oggetto scelto dagli intervistati, restituisce la dimensione “umana” di questa realtà, permettendo al contempo di ripercorrere alcuni passaggi storici e cambiamenti di paradigmi. Per aiutare il visitatore a orientarsi, le interviste vengono proposte attraverso una chiave di lettura che le associa a cinque tipologie di figura professionale: fisico teorico, fisico sperimentale, ingegnere, informatico, “costruttore”. Il pubblico italiano può inoltre accomodarsi su una panca per ascoltare, nella postazione “Storie di vita”, la viva voce degli intervistati e fruire dell’intervista completa da cui sono state tratte le brevi frasi iconiche.

INSTALLAZIONI INTERATTIVE

Juke-box delle particelle

Il Juke-box delle particelle è un’installazione realizzata da Mammafotogramma a partire da un vero juke-box degli anni Cinquanta. A ogni pulsante è associata una particella, tra le principali conosciute e classificate dal Modello Standard, la teoria fisica che spiega in modo efficace le loro caratteristiche e le loro interazioni.
Premendo il pulsante si attivano in sequenza 2 brani musicali molto noti, direttamente riconducibili agli anni in cui sono stati scritti. Ecco quindi per il bosone di Higgs il 1964 con I get around dei Beach Boys e il 2012 con Gangnam Style di PSY. Un brano è associato all’anno in cui l’esistenza della particella selezionata è stata prevista; un brano è associato all’anno in cui la particella è stata sperimentalmente scoperta. Si evidenzia così che, in alcuni casi, tra questi due momenti sono passati anni o decenni. Per ogni brano musicale, oltre ad anno, titolo e autore della canzone, compare un breve testo relativo alla particella selezionata.

Extra-dimensioni

L’installazione Extra-dimensioni, a cura dell’Ufficio Comunicazione INFN e realizzata da CamerAnebbia, permette al visitatore di entrare in contatto con un mondo, ipotizzato da alcune teorie, in cui il numero delle dimensioni possibili è superiore alle usuali quattro che tutti conosciamo. Attraverso un gioco di proiezioni, il visitatore si avvicina a uno specchio (in realtà un monitor) e progressivamente vede la sua immagine riflessa perdersi per poi ridistribuirsi in altri punti dello spazio in forme non riconoscibili. Un Picasso contemporaneo e tecnologico.

Materia oscura

Il concetto di materia oscura nell’esposizione è reso attraverso un’installazione multimediale interattiva realizzata da Streamcolors, che suggerisce come l’esistenza e il comportamento di ciò che osserviamo nell’Universo sia determinato da qualcosa che non è osservabile (materia oscura). L’exhibit utilizza come caso di studio una galassia a spirale. Il visitatore ha davanti a sé l’immagine della galassia.
Su un piano orizzontale può plasmare virtualmente una massa informe di colore scuro, che rappresenta la materia oscura. Mentre agisce su questa massa, in tempo reale l’immagine della galassia si modifica e cambia la sua rotazione, così come potrebbe accadere se la materia oscura ipotizzata dovesse spostarsi.

Creative collisions

Un serious game realizzato da Digital Tales, in cui due giocatori collaborando tra loro possono sperimentare quello che succederebbe se si potessero far scontrare oggetti della vita quotidiana a velocità prossime a quelle della luce. Un dado da gioco, una noce, una penna lanciati gli uni contro gli altri a queste velocità potranno creare altri oggetti di massa molto superiore come una bicicletta o un frullatore. Se poi l’urto sarà davvero perfetto, i giocatori potranno assistere alla creazione di oggetti surreali che però in breve tempo torneranno a trasformarsi in oggetti reali.

SPECIALE WEEKEND 26-27 NOVEMBRE 2016

Weekend di attività sperimentali, incontri con il curatore e visite guidate alla nuova esposizione. Sotto l’Alto Patronato del Presidente della Repubblica.

SPECIALE WEEKEND 19-20 NOVEMBRE 2016

Weekend di attività sperimentali, incontri con il curatore e visite guidate alla nuova esposizione. Sotto l’Alto Patronato del Presidente della Repubblica.

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