Laboratori Nazionali del Gran Sasso - Laboratori Nazionali del Gran Sasso
_2014-02.jpg) Przegląd naziemnych laboratoriów LNGS
| |
| Przyjęty | 1985 |
|---|---|
| Rodzaj badania | Fizyka cząstek, fizyka jądrowa |
| Dyrektor | Ezio Previtali (od października 2020) |
| Lokalizacja |
L'Aquila , Abruzja , Włochy 42°25′16″N 13°30′59″E / 42,42111°N 13,51639°E Współrzędne : 42°25′16″N 13°30′59″E / 42,42111°N 13,51639°E |
Agencja operacyjna |
INFN |
| Strona internetowa | www.lngs.infn.it |
| Poza modelem standardowym |
|---|
|
| Model standardowy |
Laboratori Nazionali del Gran Sasso ( LNGS ) to największy podziemny ośrodek badawczy na świecie. Położony poniżej góry Gran Sasso we Włoszech , jest dobrze znany z badań fizyki cząstek elementarnych prowadzonych przez INFN . Oprócz części laboratorium na powierzchni, pod górą znajdują się rozległe podziemne obiekty. Najbliższe miasta to L'Aquila i Teramo . Obiekt znajduje się około 120 km od Rzymu .
Podstawową misją laboratorium jest prowadzenie eksperymentów wymagających środowiska o niskim poziomie tła w dziedzinie fizyki astrocząstek i astrofizyki jądrowej oraz innych dyscyplin, które mogą skorzystać z jego cech i infrastruktury. LNGS jest, podobnie jak trzy inne europejskie podziemne laboratoria astrocząsteczkowe ( Laboratoire Souterrain de Modane , Laboratorio subterráneo de Canfranc i Boulby Underground Laboratory ), członkiem grupy koordynacyjnej ILIAS .
Budynków
Laboratorium składa się z obiektu naziemnego, zlokalizowanego na terenie Parku Narodowego Gran Sasso i Monti della Laga oraz rozległych obiektów podziemnych zlokalizowanych obok 10 km tunelu autostrady Traforo del Gran Sasso .
Pierwsze duże eksperymenty w LNGS odbyły się w 1989 roku; obiekty zostały później rozbudowane i obecnie jest to największe podziemne laboratorium na świecie.
Istnieją trzy główne hale eksperymentalne ze sklepieniem kolebkowym , każda o szerokości około 20 m, wysokości 18 m i długości 100 m. Zapewniają one w przybliżeniu 3 x 20 x 100 = 6000 m 2 (65.000 stóp kwadratowych) na powierzchni i 3 x 20-krotne (8 + 10 x π / 4) x 100 = 95100 m 3 (3,360,000 stóp sześciennych) na objętość. Łącznie z mniejszymi przestrzeniami i różnymi tunelami łączącymi, obiekt ma łącznie 17 800 m 2 (192 000 stóp kwadratowych) i 180 000 m 3 (6 400 000 stóp sześciennych).
Hale doświadczalne pokrywa około 1400 m skały, chroniącej eksperymenty przed promieniowaniem kosmicznym . Zapewniając około 3400 metrów ekranowania równoważnika wody (mwe), nie jest to najgłębsze podziemne laboratorium, ale fakt, że można do niego wjechać bez użycia wind kopalnianych, czyni go bardzo popularnym.
Projekty badawcze
Badania neutrin
Od końca sierpnia 2006 roku CERN został skierowany do wiązki z neutrin mionowych z akceleratora CERN SPS do laboratorium Gran Sasso 730 km, gdzie one są wykrywane przez OPERA i ICARUS detektorów, w badaniu oscylacji neutrin , które poprawią na wyniki eksperymentu Fermilab do MINOS .
W maju 2010 r. Lucia Votano , dyrektor laboratoriów Gran Sasso, ogłosiła: „Eksperyment OPERA osiągnął swój pierwszy cel: wykrycie neutrina taonowego uzyskanego z transformacji neutrina mionowego , które miało miejsce podczas podróży z Genewy do Laboratorium Gran Sasso." Było to pierwsze zaobserwowane zdarzenie kandydujące na neutrina taonowe w wiązce neutrin mionowych, dostarczając dalszych dowodów na to, że neutrina mają masę. (Badania po raz pierwszy wykazały, że neutrina mają masę w 1998 roku w detektorze neutrin Super-Kamiokande). Neutrina muszą mieć masę, aby zaszła taka transformacja; jest to odchylenie od klasycznego Modelu Standardowego w fizyce cząstek , która zakłada, że neutrina są bezmasowe.
W laboratorium trwają próby ustalenia natury Majorany /Dirac neutrina, zwane CUORE ( Kryogeniczne Podziemne Obserwatorium Rzadkich Zdarzeń). Detektor jest osłonięty ołowiem odzyskanym ze starożytnego rzymskiego wraku statku, ze względu na niższą radioaktywność starożytnego ołowiu niż ostatnio wybity ołów. Artefakty zostały przekazane CUORE z Narodowego Muzeum Archeologicznego w Cagliari .
We wrześniu 2011 r. Dario Autiero z zespołu OPERA przedstawił wyniki, które wskazywały, że neutrina docierały do OPERY około 60 ns wcześniej, niż gdyby poruszały się z prędkością światła. Ta anomalia dotycząca neutrin szybszych od światła nie została od razu wyjaśniona. Wyniki zostały następnie zbadane i potwierdzono, że są błędne. Zostały one spowodowane wadliwym kablem światłowodowym w odbiorniku OPERA laboratorium, co skutkowało późnym nadejściem sygnału zegarowego, z którym porównywano dopływ neutrin.
W 2014 roku Borexino po raz pierwszy zmierzył bezpośrednio neutrina z pierwotnego procesu fuzji proton-proton w Słońcu. Ten wynik jest opublikowany w Nature . Ten pomiar jest zgodny z oczekiwaniami wyprowadzonymi ze standardowego modelu słonecznego J. Bahcalla wraz z teorią oscylacji neutrin słonecznych opisaną przez teorię MSW . W 2020 roku Borexino zmierzył również neutrina słoneczne pochodzące z cyklu CNO , procesu fuzji powszechnego w gigantycznych gwiazdach, ale rzadkiego na Słońcu (tylko 1% energii słonecznej). Dzięki temu Borexino rozwiązał oba procesy napędzające Słońce i wiele gwiazd ciągu głównego.