Laboratori Nazionali del Gran Sasso ( LNGS ) es el centro de investigación subterráneo más grande del mundo. Situado debajo de la montaña Gran Sasso en Italia , es bien conocido por la investigación en física de partículas del INFN . Además de una parte de la superficie del laboratorio, hay amplias instalaciones subterráneas debajo de la montaña. Los pueblos más cercanos son L'Aquila y Teramo . La instalación se encuentra a unos 120 km de Roma .
Establecido | 1985 |
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Tipo de investigación | Física de partículas, física nuclear |
Director | Ezio Previtali (desde octubre de 2020) |
Localización | L'Aquila , Abruzzo , Italia 42 ° 25′16 ″ N 13 ° 30′59 ″ E / 42.42111 ° N 13.51639 ° ECoordenadas : 42 ° 25′16 ″ N 13 ° 30′59 ″ E / 42.42111 ° N 13.51639 ° E |
Agencia operadora | INFN |
Sitio web | www.lngs.infn.it |
La misión principal del laboratorio es albergar experimentos que requieran un entorno de bajo fondo en los campos de la física de astropartículas y la astrofísica nuclear y otras disciplinas que puedan beneficiarse de sus características y de sus infraestructuras. El LNGS es, como los otros tres laboratorios de astropartículas subterráneos europeos ( Laboratoire Souterrain de Modane , Laboratorio subterráneo de Canfranc y Boulby Underground Laboratory ), miembro del grupo coordinador ILIAS .
Instalaciones
El laboratorio consta de una instalación de superficie, ubicada dentro del Parque Nacional Gran Sasso y Monti della Laga , y amplias instalaciones subterráneas ubicadas junto al túnel de 10 km de la autopista Traforo del Gran Sasso .
Los primeros grandes experimentos en LNGS se llevaron a cabo en 1989; las instalaciones se ampliaron más tarde y ahora es el laboratorio subterráneo más grande del mundo. [1]
Hay tres salas experimentales principales con bóvedas de cañón , cada una de aproximadamente 20 m de ancho, 18 m de alto y 100 m de largo. [1] Estos proporcionan aproximadamente 3 × 20 × 100 = 6,000 m 2 (65,000 pies cuadrados) de espacio de piso y 3 × 20 × (8 + 10 × π / 4) × 100 = 95,100 m 3 (3,360,000 pies cúbicos) de volumen . Incluyendo espacios más pequeños y varios túneles de conexión, la instalación totaliza 17,800 m 2 (192,000 pies cuadrados) y 180,000 m 3 (6,400,000 pies cúbicos). [2] [1]
Las salas experimentales están cubiertas por unos 1400 m de roca, protegiendo los experimentos de los rayos cósmicos . Con unos 3400 metros de blindaje equivalente en agua (mwe), no es el laboratorio subterráneo más profundo, pero el hecho de que se pueda conducir sin usar elevadores de minas lo hace muy popular.
Proyectos de investigación
Investigación de neutrinos
Desde finales de agosto de 2006, el CERN dirige un haz de neutrinos muónicos desde el acelerador SPS del CERN al laboratorio Gran Sasso, a 730 km de distancia, donde son detectados por los detectores OPERA e ICARUS , en un estudio de oscilaciones de neutrinos que mejorará la resultados del experimento de Fermilab a MINOS .
En mayo de 2010, Lucia Votano , directora de los laboratorios Gran Sasso, anunció que "[l] a experimento OPERA ha alcanzado su primer objetivo: la detección de un neutrino tau obtenido a partir de la transformación de un neutrino muón , ocurrido durante el viaje desde Ginebra al Laboratorio Gran Sasso ". [3] Este hallazgo indica una deficiencia en el Modelo Estándar de física de partículas , ya que los neutrinos tendrían que tener masa para que ocurra este cambio.
Un esfuerzo para determinar la naturaleza Majorana / Dirac del neutrino, llamado CUORE (Observatorio Criogénico Subterráneo para Eventos Raros), está operando en el laboratorio (a partir de 2018). El detector está protegido con plomo recuperado de un antiguo naufragio romano, debido a la menor radiactividad del plomo antiguo que el plomo recién acuñado. Los artefactos fueron entregados a CUORE del Museo Arqueológico Nacional de Cagliari . [4]
En septiembre de 2011, Dario Autiero de la colaboración OPERA presentó hallazgos que indicaban que los neutrinos llegaban a OPERA alrededor de 60 ns antes de lo que lo harían si viajaran a la velocidad de la luz. Esta anomalía de neutrinos más rápidos que la luz no se explicó de inmediato. [5] [6] Los resultados se investigaron posteriormente y se confirmó que eran incorrectos. Fueron causados por un cable de fibra óptica defectuoso en el receptor OPERA del laboratorio [7], lo que resultó en una llegada tardía de la señal del reloj con la que se compararon las llegadas de los neutrinos.
En 2014, Borexino midió directamente, por primera vez, los neutrinos del proceso primario de fusión protón-protón en el Sol. Este resultado se publica en Nature . Esta medida es consistente con las expectativas derivadas del modelo solar estándar de J. Bahcall junto con la teoría de las oscilaciones de los neutrinos solares como se describe en la teoría de los RSU . En 2020, Borexino midió también los neutrinos solares originados en el ciclo CNO , un proceso de fusión común en las estrellas gigantes pero poco común en el Sol (solo el 1% de la producción de energía del Sol). [8] Con este resultado, Borexino ha desentrañado los dos procesos que alimentan al Sol y muchas estrellas de la secuencia principal.
Experimentos
- BOREXINO
- COBRA
- CRESST
- CUORE / Cuoricino
- DAMA / NaI
- GALLEX
- GNO
- GERDA
- LVD
- MACRO (terminado)
- ÓPERA
- XENÓN
Ver también
- Física de astropartículas
- Fazia
Referencias
- ^ a b c "Informe anual 2011 de INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso" (PDF) . pag. 4 . Consultado el 16 de agosto de 2015 .
- ^ Miramonti, Lino (31 de marzo de 2005). "Laboratorios subterráneos europeos: una visión general". Actas de la conferencia AIP . 785 : 3-11. arXiv : hep-ex / 0503054 . Código bibliográfico : 2005AIPC..785 .... 3M . doi : 10.1063 / 1.2060447 . S2CID 5793486 .
- ^ Camaleón de partículas atrapado en el acto de cambiar , Comunicado de prensa, CERN , 31 de mayo de 2010, consultado el 22 de noviembre de 2016.
- ^ Lingotes romanos para proteger el detector de partículas , Nature , 15 de abril de 2010.
- ^ Las partículas rompen el límite de velocidad de la luz , Nature , 22 de septiembre de 2011.
- ^ Adam, T .; et al. ( Colaboración OPERA ) (2012). "Medida de la velocidad del neutrino con el detector OPERA en el haz de CNGS". Revista de Física de Altas Energías . 2012 (10): 93. arXiv : 1109.4897 . Código bibliográfico : 2012JHEP ... 10..093A . doi : 10.1007 / JHEP10 (2012) 093 . S2CID 17652398 .
- ↑ Los neutrinos enviados desde el CERN a Gran Sasso respetan el límite de velocidad cósmica , 8 de junio de 2012.
- ^ Primera detección de neutrinos solares del ciclo CNO con Borexino , Indico- FNAL , 23 de junio de 2020.
enlaces externos
- Página web oficial
- CNGS - neutrino CERN a Gran Sasso
- Diapositivas
- ILIAS