Nel cuore del CERN, tra enormi magneti e fasci di protoni lanciati quasi alla velocità della luce, l’elettronica vive sotto una costante minaccia invisibile: la radiazione. I dispositivi elettronici standard, progettati per vivere su scrivanie e circuiti civili, qui sopravvivono per pochi secondi. Per affrontare questa sfida, un team della Columbia University ha progettato una nuova generazione di chip di silicio personalizzati, capaci di resistere in ambienti così ostili da sembrare alieni.
L’obiettivo era ambizioso: creare convertitori analogico-digitali (ADC) in grado di funzionare per oltre dieci anni sotto una pioggia costante di radiazioni subatomiche. Gli ADC sono essenziali per trasformare i segnali elettrici analogici, prodotti da rivelatori di particelle, in dati digitali pronti per l’elaborazione. Ma il vero traguardo è stato realizzare dispositivi compatti, efficienti e immuni agli errori generati dai neutroni ad alta energia.
Questi nuovi chip, sviluppati in collaborazione con il CERN, sono già in funzione nei calorimetri a argon liquido, dove misurano con precisione l’energia delle particelle prodotte nelle collisioni. Uno dei progetti più innovativi è il “trigger ADC”, che scandaglia un miliardo di eventi al secondo selezionando quelli più rilevanti da registrare. Una seconda versione, chiamata “data acquisition ADC”, è in produzione e sarà al centro dei prossimi aggiornamenti dell’LHC.
La sfida della radiazione è stata superata grazie all’utilizzo di architetture ridondanti e correzione degli errori in tempo reale. Questo progetto non solo permetterà al CERN di affrontare le prossime decadi di esplorazione scientifica, ma pone le basi per applicazioni civili in settori come l’aerospazio, l’energia nucleare e la medicina avanzata.
