Ziel: Europas Neutrino-Observatorium der nächsten Generation
Die EU-finanzierte Untersuchung LAGUNA-LBNO (Design of a pan-European infrastructure for large apparatus studying grand unification, neutrino astrophysics and long baseline neutrino oscillations) brachte mehr als 300 Wissenschaftler von 39 akademischen Einrichtungen und industrielle Partner zusammen. LAGUNA-LBNO baute auf der Arbeit am EU-finanzierten Projekt LAGUNA auf, welches 2010 abgeschlossen worden war. Das LAGUNA-Team hatte eine unterirdische Infrastruktur mit einer Masse im Bereich zwischen10^5 und 10^6 Tonnen entworfen. Dieses Folgeprojekt war auf zwei wichtige Fragen fokussiert: „Was sind die wahrscheinlichen Auswirkungen einer Einbindung von Long-Baseline-Neutrinostrahlen von Beschleunigern der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN)?“ und „Wie viel wird es kosten, solch eine große, unterirdische Vielzweckeinrichtung zu bauen und zu betreiben?“. Das LAGUNA-LBNO-Team berücksichtigte den Bau im Hinblick auf jeden der vorgeschlagenen Standorte sowie die Kosten, die für das Upgrade der CERN-Beschleuniger erforderlich sind, um Neutrinostrahlen zu produzieren. Es wurden ebenfalls die Sicherheitsrisiken, die mit der Anschaffung und dem Betrieb des Detektors verbunden sind sowie der entsprechenden Instrumente über eine Laufzeit von 30 Jahren evaluiert. Es wurden insbesondere zwei potenzielle Standorte detailliert untersucht: die kürzeste Basislinie ausgehend von CERN in Fréjus (130 km entfernt) und die längste Basislinie in Pyhäsalmi (2 300 km entfernt). Es wurden drei Typen potenzieller Detektoren für jeden Standort vorgeschlagen, die aus Wasser, flüssigem Argon und einem flüssigen Szintillator für die Teilchenastrophysik bestehen. Die Auswertungen führten zu Empfehlungen für den finalen Standort und den Detektortyp. Diese ermöglichen einen realistischen Entwurf für den Tankbau und eine Kostenschätzung bezüglich des Detektors und der Nassreinigungsanlagen. Das LAGUNA-LBNO-Team hat die Hoffnung, das Projekt in die nächste Entwicklungsphase gehievt zu haben. Momentan herrscht ein intensiver weltweiter Wettbewerb für die Unterbringung des unterirdischen Neutrinoobservatoriums der nächsten Generation. Diese neue Einrichtung wird einzigartige Möglichkeiten für die wissenschaftliche Forschung eröffnen, die zu bahnbrechenden Entdeckungen führen und Wissenschaftler aus aller Welt anziehen könnten. Neutrinos interagieren nur äußerst schwach mit Materie und können daher sehr große Entfernungen im All zurücklegen sowie dichte Zonen des Universums durchqueren. Diese Boten entfernter kosmischer Quellen liefern einzigartige Informationen zu Ereignissen, die sich an anderer Stelle im Universum abspielen. Bis dato ist Europa mit dem Fachwissen auf dem Gebiet der tief unter Grund durchgeführten Forschung dank vierer unterirdischer Laboratorien mit langer Laufzeit führend. Die neue Infrastruktur wird für Europa ein wichtiger Vorteil sein, um die führende Rolle bei der Suche nach neuen astronomischen Neutrinoquellen zu behalten.
Schlüsselbegriffe
Neutrino, unterirdisches Observatorium, LAGUNA-LBNO, Astrophysik, CERN
