Skip to main content

Design of a pan-European Infrastructure for Large Apparatus studying Grand Unification and Neutrino Astrophysics

Article Category

Article available in the folowing languages:

Zejść pod ziemię, by badać wszechświat

Poczyniono pierwsze kroki w kierunku budowy ogólnoeuropejskiego podziemnego obserwatorium, którego zadaniem będzie badanie jednych z najbardziej ulotnych cząstek we wszechświecie, neutrin.

Technologie przemysłowe

Neutrina należą do najlżejszych ze znanych cząstek i docierają do naszej planety ze wszystkich kierunków: z pozostałości Wielkiego Wybuchu będącego początkiem wszechświata, z eksplodujących gwiazd oraz ze Słońca. Poruszają się one z prędkością światła i przeszywają Ziemię, nie wchodząc z nią w niemal żadną interakcję. Ponieważ tak trudno je zatrzymać, neutrina są źródłem wyjątkowych informacji o procesach zachodzących w dalekich zakątkach wszechświata i wewnątrz gwiazd. Oznacza to, że to, co pozostaje niewidoczne dla teleskopów używanych do obserwacji powierzchni ciał niebieskich, staje się widoczne dla detektorów neutrin. Aby umożliwić obserwację wszechświata za pomocą neutrin, fizycy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt LAGUNA . Żeby nie pomylić neutrin z promieniowaniem kosmicznym (cząstkami nieprzenikającymi przez Ziemię), konieczne jest zbudowanie pod ziemią detektora dużo większego i bardziej czułego niż te używane do tej pory. W pierwszej fazie projektu zbadano siedem potencjalnych lokalizacji w Hiszpanii, Francji, Polsce, Rumunii, Finlandii i Zjednoczonym Królestwie. Dla każdego z tych miejsc przeprowadzono szczegółowe badania geologicznie podziemnych kawern, aby wybrać tę, która najlepiej nadaje się do umieszczenia aparatury o całkowitej masie około 100 000–500 000 ton. Badano trzy rodzaje detektorów neutrin: Memphys, Glacier i LENA (Low Energy Neutrino Astronomy). W ich sercu znajduje się olbrzymi zbiornik wypełniony tonami cieczy i obserwowany przez detektory światła umieszczone na jego powierzchni wewnętrznej. Ciecz, woda lub ciekły argon, pełni rolę czynnika detekcyjnego. W toku badań ustalono, że w tym niezwykle ambitnym eksperymencie wykorzystany zostanie zbiornik z ciekłym argonem o masie około 20 000 ton oraz detektor z namagnesowanego żelaza. Aparaturę postanowiono umieścić na głębokości 1400 m w fińskiej kopalni Pyhäsalmi. Aby określić możliwości badawcze, jakie daje projekt, w pracach brali udział partnerzy przemysłowi i przedstawiciele świata nauki. Fizycy uznali też, że potrzebna jest współpraca między nowym obserwatorium neutrin a wiązkami neutrinowymi w CERN oraz badanie asymetrii między materią i antymaterią w oscylacjach neutrin. Rozpoczęła się już kolejna faza projektu, nosząca nazwę LAGUNA-LBNO. Będzie ona poświęcona jeszcze jednej kwestii dotyczącej ostatecznego wyboru rodzaju i lokalizacji detektora: analizie całkowitych kosztów budowy, uruchomienia i długofalowej obsługi obserwatorium.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania