Obiettivo: osservatorio di neutrini di nuova generazione in Europa
Lo studio LAGUNA-LBNO (Design of a pan-European infrastructure for large apparatus studying grand unification, neutrino astrophysics and long baseline neutrino oscillations), finanziato dall’UE, ha riunito più di 300 scienziati provenienti da 39 istituzioni accademiche e partner industriali. La ricerca LAGUNA-LBNO si è fondata sul lavoro del progetto LAGUNA, finanziato dall’UE e completato nel 2010. Il team LAGUNA aveva progettato un’infrastruttura sotterranea con una massa tra le 105-106 tonnellate. Questo progetto di follow-up si è concentrato su due domande fondamentali: quale sarà il probabile impatto di includere fasci di neutrini con linea di base lunga dagli acceleratori di particelle dell’Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN), e qual è il costo per costruire e gestire una così grande struttura sotterranea polivalente. Il team LAGUNA-LBNO ha considerato la costruzione per ciascuna delle posizioni proposte, nonché i costi necessari per aggiornare l’acceleratore del CERN al fine di produrre fasci di neutrini. Essi hanno inoltre valutato i rischi per la sicurezza associati alla messa in servizio e al funzionamento del rivelatore, e alla relativa strumentazione, nel corso di un tempo di vita pari a 30 anni. In particolare, due potenziali siti sono stati esaminati nel dettaglio: la più breve linea di base dal CERN a Fréjus (a 130 km) e la linea di base più lunga a Pyhäsalmi (a 2 300 km). Tre tipi di potenziale rivelatore sono stati proposti per ogni sito, ottenuti rispettivamente da acqua, argon liquido e mediante uno scintillatore liquido per l’astrofisica delle particelle. Le valutazioni hanno portato a raccomandazioni sul sito finale e sul tipo di rivelatore. Queste forniscono uno schema realistico per la costruzione del serbatoio e una stima dei costi del rivelatore e degli impianti relativi alla depurazione del liquido. Il team LAGUNA-LBNO spera di aver portato il progetto alla prossima fase di sviluppo. Attualmente non vi è una forte concorrenza mondiale per ospitare l’osservatorio di neutrini sotterraneo di nuova generazione. Questa nuova struttura offrirà opportunità uniche per la ricerca, le quali possono portare a importanti scoperte scientifiche e attrarre scienziati da tutto il mondo. I neutrini interagiscono solo in modo molto debole con la materia e, quindi, sono in grado di percorrere distanze molto lunghe nello spazio e attraversare zone dense dell’universo. Questi messaggeri provenienti da sorgenti cosmiche lontane forniscono informazioni uniche su ciò che si è verificato altrove nell’universo. Fino ad oggi, grazie ai suoi quattro laboratori sotterranei di lunga durata, l’Europa sta guidando sapientemente la scienza sotterranea in questo settore. La nuova infrastruttura offrirà una risorsa importante per l’Europa, al fine di mantenere la sua leadership nella ricerca di nuove fonti astronomiche di neutrini.
Parole chiave
Neutrino, osservatorio sotterraneo, LAGUNA-LBNO, astrofisica, CERN
