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Perche’ un laboratori sotto la montagna?
Viviamo in un mondo pieno di particelle diverse (raggi cosmici: muoni, protoni, neutroni, ... ) che viaggiano in tutte le direzioni, la maggior parte delle quali ci attravers
sulla nostra pelle passano circa 400 particelle al secondo, ma fortunatamente non ce ne accorgiamo.
Nella fisica delle particelle e nell’astrofisica siamo interessati a studiare alcuni fenomeni rari. Per poter cercare questi eventi rari e’ quindi necessario eliminare il ru
prodotto dai raggi cosmici. Per poter fare questo bisogna proteggere i rivelatori dai raggi cosmici con delle grandi schermature.
La piu’ grande schermatura esistente che possiamo immaginare e’ una montagna, per questo motivo si e’ scelto di installare sottoterra i Laboratori Nazionali del
Fortunatamente le particelle di nostro interesse, come ad esempio i neutrini e la materia oscura, non hanno alcuna difficolta’ ad attraversare la roccia di una montag
possono attraversare tutto il pianeta Terra senza essere fermati), i laboratori sotterranei risultano quindi l’ambiente ideale per studiare queste particelle eliminando il
dai raggi cosmici.
È difficile guardare la luce delle stelle di giorno a causa del rumore prodotto dalla luce del sole, le si osservano quindi di notte.
Allo stesso modo e’ difficile studiare le proprietà di particelle se ci si trova in un ambiente costantemente attraversato da raggi
cosmici. Bisogna quindi installare i rivelatori di particelle sottoterra per eliminare tale rumore.
Esistono dei laboratori sotterranei?
Nel mondo esistono numerosi laboratori sotterranei, questi sono stati ricavati o da gallerie stradali, o da vecchi bunker o da miniere.
Le principali caratteristiche di un laboratorio sotterraneo sono:
*avere un grande volume. Piu’ grande e’ il laboratorio piu’ esperimenti si possono installare
*essere facilmente raggiungibile. Se e’ possibile raggiungere il laboratorio con un tir, grandi apparecchiature sono facilmente trasportabili
*essere ben coperto. Piu’ in profondita’ si trova il laboratorio, piu’ raggi cosmici saranno fermati.
Gran Sasso - Corno Grande
I Laboratori Nazionali del Gran Sasso il laboratorio sotterraneo piu’ grande al mondo e per questo motivo ospitano un grande numero di
esperimenti di fisica delle particelle e di astrofisica.
I rivelatori che sono installati sotto la montagna sono coperti da 1.5 km, grazie a questo schermo naturale il flusso di raggi cosmici e’ ridotto,
rispetto all’esterno di circa 1,000,000 di volte.
I Laboratori sono suddivisi in 3 grandi caverne, denominate A, B e C, ognuna delle quali ospita degli esperimenti:
studio delle oscillazioni di neutrini &
eliosismologia
misura della massa del neutrino
ricerca della materia oscura
Large Volume Detector
Borexino
OPERA
Oscillation Project with
Emulsion-tRacking
Apparatus
cosa: neutrini da espolosioni stellari
come: 1000 tonnellate di liquido scintillatore
perche’: studio della vita delle stelle
cosa: oscillazioni dei neutrini e neutrini solari
come: 300 tonnellate di liquido scintillatore
perche’: studio del nucleo del sole e delle
oscillazioni dei neutrini
cosa: oscillazioni dei neutrini
come: dal CERN vengono sparati neutrini da 17
miliaridi di eV di energia che viaggiano per 730 km
sotto la crosta terrestre
perche’: studio delle oscillazioni dei neutrini
Large Volume Detector
Borexino
OPERA
Oscillation Project with
Emulsion-tRacking
Apparatus
cosa: neutrini da espolosioni stellari
come: 1000 tonnellate di liquido scintillatore
perche’: studio della vita delle stelle
cosa: oscillazioni dei neutrini e neutrini solari
come: 300 tonnellate di liquido scintillatore
perche’: studio del nucleo del sole e delle
oscillazioni dei neutrini
cosa: oscillazioni dei neutrini
come: dal CERN vengono sparati neutrini da 17
miliaridi di eV di energia che viaggiano per 730 km
sotto la crosta terrestre
perche’: studio delle oscillazioni dei neutrini
GERDA
GERmanium Detector Array
CUORE
Cryogenic Underground
Observatory for Rare Events
X 19
cosa: decadimento doppio beta senza
emissione di neutrini
come: 18 kg di Ge + grandi schermature di
Ar e H2O
perche’: studio delle proprieta’ del neutrino
cosa: decadimento doppio beta senza emissione di neutrini
come: 1 T di cristalli di TeO2 + grandi schermature di Piombo
Romano. Raffreddando tutto a 10 mK
perche’: studio delle proprieta’ del neutrino
DaMa
Xenon
Cryogenic Rare Event Search with
Superconducting Thermometers
Dark Matter experiment
cosa: materia oscura
come: 100 kg di NaI (materiali scintillatore) + grandi
schermature di Pb e Cu
perche’: compone circa 25% dell’Universo e
conosciamo pochissimo
CRESST
cosa: materia oscura
come: 100 kg Xe liquido (materiali scintillatore) +
grandi schermature di Pb e Cu
perche’: compone circa 25% dell’Universo e
conosciamo pochissimo
cosa: materia oscura
come: ~10 kg CaWO4 (materiali scintillatore) + grandi
schermature di Pb e Cu
perche’: compone circa 25% dell’Universo e
conosciamo pochissimo