Viaggio all'interno dei laboratori INFN del Gran Sasso

Viaggio all'interno dei laboratori del Gran Sasso

I Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) sono dei laboratori di ricerca, appartenenti all'INFN e dedicati allo studio della fisica delle particelle. Sono i più grandi laboratori sotterranei del mondo. La struttura si compone di una parte sotterranea, e di una parte esterna. Entrambe a una quota sul livello del mare di circa 1000 m, la parte sotterranea è coperta da 1.400 m di roccia del massiccio del Gran Sasso d'Italia. Nati da un'idea del fisico Antonino Zichichi, la loro costruzione ebbe inizio nel 1982 in concomitanza con la realizzazione del traforo autostradale del Gran Sasso. Cinque anni dopo vi si tenne il primo esperimento. La collocazione sotto la montagna permette di ridurre notevolmente il flusso dei raggi cosmici (anch'essi studiati) e consente di semplificare il rilevamento di particelle come il neutrino o la ricerca della materia oscura.


Assemblaggio esperimento CUORE

CUORE, abbreviazione di Cryogenic Underground Observatory for Rare Events (Osservatorio Criogenico Sotterraneo per Eventi Rari) è un esperimento di fisica nucleare. L'esperimento, attualmente in costruzione, inizierà a prendere dati dal 2013.

Lo scopo di CUORE è osservare il doppio decadimento beta senza neutrini del 130Te, una trasformazione nucleare estremamente rara, possibile solo se il neutrino è una particella di Majorana con massa non nulla. L'osservazione di questo decadimento permetterebbe dunque di stabilire se il neutrino e la sua antiparticella coincidono, diversamente da quel che accade per tutte le altre particelle elementari note in natura, e darebbe informazioni preziose sul valore della massa del neutrino stesso, che tuttora è ignota.
CUORE sarà composto da 988 rivelatori di tipo bolometrico, suddivisi in diciannove torri, ciascuna formata da tredici piani di quattro rivelatori ciascuno. Un bolometro è costituito da un volume assorbitore, contenente la sorgente del decadimento che si desidera osservare, e da un sensore di temperatura; quando un atomo dell'assorbitore subisce una trasformazione, tutta l'energia che si libera viene rilasciata nell'assorbitore stesso, causando un aumento della sua temperatura.
L'esperimento BOREXINO

In fisica delle particelle, Borexino è un esperimento scientifico volto allo studio dei neutrini solari a bassa energia. Il principale obiettivo dell'esperimento è di effettuare una misura precisa del flusso di neutrini solari generati dal Berillio-7, che permetterà di comprendere i processi di fusione nucleare che avvengono nel nucleo del Sole. Consentirà inoltre di determinare le proprietà della propagazione del neutrino, come l'Effetto Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein, e di rivelare neutrini generati dal Boro-8, dalla catena protone-protone e dalla cattura elettronica.


L'imponenza di ICARUS

Un enorme rivelatore contenente 600 tonnellate di Argon liquido studiera' "eventi rari" e tra questi le interazioni dei neutrini. Questo è Icarus (Immaging Cosmic And Rare Underground Signals), l'esperimento progettato dal premio Nobel Carlo Rubbia, è innovazione, e' scienza pura, e' curiosita' ed e' sempre stata la curiosita' a spingere l'uomo al progresso, ad andare sulla Luna" ha detto Rubbia, rivelando che l'esperimento ha lo scopo di studiare il Big-Bang: "Sara' un cacciatore di materia oscura. La materia oscura e' la cosa piu' straordinaria ancora da capire, e' una parte della materia che ci attraversa, che ci domina e che noi non conosciamo".

Le sale sperimentali

L'accesso ai laboratori è concesso (con richiesta di preavviso di diversi mesi) solo in alcune zone ed è severamente vietato l'ingresso alle sale sperimentali, così come è vietata qualsiasi documentazione di ciò che si erge al disotto della terra. Queste probabilmente sono tra le poche foto (autorizzate) che potrete vedere sia delle sale principali che, soprattutto, degli allestimenti di alcuni nuovi esperimenti come il CUORE non ancora completato.

Ho avuto la fortuna di poter accedere e rendermi conto di quanto la scienza, anche se nascosta, stia guardando lontano.


OPERA - Lastre di rilevazione dei neutrini

OPERA è un esperimento che cerca le oscillazioni di neutrino. 

Siamo circondati da neutrini: miliardi di neutrini dal Sole ci attraversano continuamente, e attraversano tutta la Terra senza interagire con essa. Altri neutrini arrivano dal cosmo, altri sono prodotti dalle interazioni dei raggi cosmici con la nostra atmosfera, e altri hanno origine terrestre, da reattori nucleari o da acceleratori di particelle. Dal 2006, per circa 6 mesi all'anno, il CERN invia continuamente un fascio di neutrini muonici verso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso, dove si trova il rivelatore.
Estrattore lastre fotografiche

Da questa foto possiamo capire meglio la dimensione di OPERA. E' necessario un estrattore domotico che estragga tutte le lastre di rilevazione disposte negli alloggiamenti a matrice; tutte le lastre vengono poi depositate in una stanza schermata con pareti in piombo per essere poi analizzate. Ad ogni estrazione vi è il rimpiazzo con nuove lastre.


Questa è una capsula che ospita all'interno una sferaq gigantesca. L'interno verrà rivestito di captatori che serviranno alla rilevazione dei neutrini. Una volta completi i lavori l'intera camera verra sigillata e riempita completamente di acqua.