Cel: nowej generacji obserwatorium neutrin w Europie
W projekcie LAGUNA-LBNO (Design of a pan-European infrastructure for large apparatus studying grand unification, neutrino astrophysics and long baseline neutrino oscillations), finansowanym ze środków UE, wzięło udział ponad 300 uczonych z 39 instytucji naukowych, a także partnerzy przemysłowi. W pracach wykorzystano zdobycze wcześniejszego unijnego projektu LAGUNA, zakończonego w 2010 r. Uczestnicy inicjatywy LAGUNA zaprojektowali podziemną infrastrukturę o masie rzędu 10^5 – 10^6 ton. Projekt LAGUNA-LBNO poświęcony był z kolei dwóm kluczowym kwestiom: "Jakie będą prawdopodobne skutki włączenia wiązek neutrinowych z akceleratorów w CERN?" oraz "Ile będzie kosztowała budowa i obsługa tak dużego i wszechstronnego obserwatorium podziemnego?". Zespół LAGUNA-LBNO przeanalizował możliwości budowy obserwatorium w każdej z proponowanych lokalizacji oraz oszacował koszty modernizacji akceleratora w CERN pod kątem wytwarzania wiązek neutrin. Oceniono także zagrożenia związane z uruchomieniem i pracą detektora i aparatury na przestrzeni 30 lat. Szczegółowe analizy objęły dwa miejsca: najkrótsza linia od CERN we Fréjus (odległość 130 km) oraz najdłuższa linia w Pyhäsalmi (odległość 2300 km). Dla każdej z lokalizacji zaproponowano trzy typy potencjalnego detektora, opartego na wodzie, ciekłym argonie lub ciekłym scyntylatorze, przeznaczonego do badań z zakresu astrofizyki cząstek. W oparciu o przeprowadzone analizy przygotowano zalecenia dotyczące ostatecznie wybieranego miejsca i rodzaju detektora. W ten sposób stworzono realistyczny schemat budowy zbiornika oraz przedstawiono szacunkowe koszty budowy detektora i instalacji oczyszczania cieczy. Uczestnicy projektu LAGUNA-LBNO liczą, że uda im się przystąpić do kolejnej fazy realizacyjnej. Aktualnie wiele krajów świata rywalizuje o lokalizację obserwatorium neutrin. Nowe laboratorium znacznie poszerzy możliwości prowadzenia badań naukowych, które mogą doprowadzić do przełomowych odkryć i przyciągnąć uczonych z całego świata. Neutrina oddziałują bardzo słabo z materią, przez co mogą przebywać bardzo duże odległości we wszechświecie i przechodzić przez jego bardzo gęste rejony. Są one źródłem unikalnych informacji o tym, co zdarzyło się w innych obszarach wszechświata. Obecnie Europa jest liderem podziemnych badań nad neutrinami dzięki czterem głęboko położonym laboratoriom. Nowa infrastruktura będzie dla Europy ważnym atutem, jeżeli chodzi o utrzymanie wiodącej roli w badaniach mających na celu znalezienie nowych astronomicznych źródeł neutrin.
Słowa kluczowe
Neutrino, podziemne obserwatorium, LAGUNA-LBNO, astrofizyka, CERN
