Национальные лаборатории Гран-Сассо
 Обзор наземных лабораторий СПГ | |
| Учредил | 1985 |
|---|---|
| Тип исследования | Физика элементарных частиц, ядерная физика |
| Директор | Эцио Превитали (с октября 2020 г.) |
| Расположение | Л'Акуила , Абруццо , Италия 42 ° 25'16 "с.ш. 13 ° 30'59" в.д. / 42,42111 ° с.ш. 13,51639 ° в.д. |
Операционное агентство | ИНФН |
| Веб-сайт | www.lngs.infn.it |
| За пределами стандартной модели |
|---|
 |
| Стандартная модель |
Laboratori Nazionali del Gran Sasso ( LNGS ) — крупнейший подземный исследовательский центр в мире. Расположенный у подножия горы Гран-Сассо в Италии , он хорошо известен исследованиями в области физики элементарных частиц , проводимыми INFN . Помимо наземной части лаборатории, под горой есть обширные подземные сооружения. Ближайшие города — Л'Акуила и Терамо . Объект расположен примерно в 120 км от Рима .
Основная задача лаборатории - проводить эксперименты, требующие низкого фонового окружения, в области физики астрочастиц , ядерной астрофизики и других дисциплин, которые могут извлечь выгоду из ее характеристик и инфраструктуры.LNGS, как и три другие европейские подземные лаборатории астрочастиц ( Laboratoire Souterrain de Modane , Laboratorio subterráneo de Canfranc и Boulby Underground Laboratory ), является членом координационной группы ILIAS .
Удобства
[ редактировать ]Лаборатория состоит из наземного объекта, расположенного на территории национального парка Гран-Сассо и Монти-делла-Лага , и обширных подземных объектов, расположенных рядом с 10-километровым туннелем автострады Трафоро-дель-Гран-Сассо .
Первые крупные эксперименты на СПГ прошли в 1989 году; Позже помещения были расширены, и сейчас это крупнейшая подземная лаборатория в мире. [1]
Здесь есть три основных экспериментальных зала с цилиндрическими сводами , каждый примерно 20 м в ширину, 18 м в высоту и 100 м в длину. [1] Они обеспечивают примерно 3×20×100=6000 м. 2 (65 000 кв. футов) площади и 3×20×(8+10×π/4)×100=95 100 м 3 (3 360 000 куб. футов) объема. Общая площадь объекта, включая небольшие помещения и различные соединительные туннели, составляет 17 800 м. 2 (192 000 кв. футов) и 180 000 м² 3 (6 400 000 куб. футов). [2] [1]
Экспериментальные залы покрыты скалой высотой около 1400 м, защищающей эксперименты от космических лучей . Обеспечивая защиту около 3400 метров водного эквивалента (МВт), это не самая глубокая подземная лаборатория, но тот факт, что к ней можно добраться без использования шахтных лифтов, делает ее очень популярной.
Исследовательские проекты
[ редактировать ]Нейтринные исследования
[ редактировать ]С конца августа 2006 года ЦЕРН направляет пучок мюонных нейтрино из ускорителя CERN SPS в лабораторию Гран-Сассо, расположенную в 730 км, где они обнаруживаются детекторами OPERA и ICARUS , в рамках исследования нейтринных осцилляций , которые улучшат результаты результаты эксперимента Fermilab to MINOS .
В мае 2010 года Люсия Вотано , директор лабораторий Гран-Сассо, объявила: «Эксперимент OPERA достиг своей первой цели: обнаружение тау-нейтрино, полученного в результате трансформации мюонного нейтрино , произошедшей во время путешествия из Женевы в Лаборатория Гран-Сассо». [3] Это было первое наблюдаемое событие-кандидат тау-нейтрино в пучке мюонных нейтрино, что стало еще одним доказательством того, что нейтрино имеют массу. [4] (Исследование впервые установило, что нейтрино имеют массу, в 1998 году на детекторе нейтрино Супер-Камиоканде. [5] [6] ) Чтобы произошло это преобразование, нейтрино должны иметь массу; это отклонение от классической Стандартной модели физики элементарных частиц , которая предполагала, что нейтрино не имеют массы. [6] [7]
попытка определить майорановскую /дираковскую природу нейтрино, получившая название CUORE В лаборатории (по состоянию на 2018 год) действует (Криогенная подземная обсерватория редких событий). Детектор защищен свинцом, найденным после кораблекрушения древнего Рима, из-за более низкой радиоактивности древнего свинца, чем недавно отчеканенного свинца. Артефакты были переданы CUORE из Национального археологического музея в Кальяри . [8]
В сентябре 2011 года Дарио Отьеро, исследователь из Института ядерной физики в Лионе, Франция, представил предварительные результаты, указывающие на то, что нейтрино, произведенные в ЦЕРН, прибывали к детектору OPERA примерно на 60 нс раньше, чем если бы они двигались со скоростью света. [9] Эта аномалия нейтрино со скоростью, превышающей скорость света, не была сразу объяснена. [10] Результаты были впоследствии исследованы и признаны ошибочными. Они были вызваны неисправностью оптоволоконного кабеля в приемнике OPERA лаборатории, [11] что привело к позднему поступлению тактового сигнала, с которым сравнивалось прибытие нейтрино. Хотя в официальном заявлении, опубликованном OPERA, не говорится об аномалиях скорости нейтрино, [12] и, следовательно, дело полностью раскрыто, развитие истории дало сообществу возможность задуматься.
В 2014 году Борексино впервые непосредственно измерил нейтрино в результате первичного процесса протон-протонного синтеза на Солнце. Этот результат опубликован на сайте Nature . Это измерение согласуется с ожиданиями, полученными на основе стандартной солнечной модели Дж. Бахколла, а также теории осцилляций солнечных нейтрино, описанной теорией MSW . В 2020 году Борексино измерил также солнечные нейтрино, происходящие из цикла CNO - процесса термоядерного синтеза, обычного для звезд-гигантов, но редкого для Солнца (только 1% вырабатываемой Солнцем энергии). [13] Благодаря этому результату Борексино раскрыл оба процесса, питающие Солнце и многие звезды главной последовательности.
Эксперименты
[ редактировать ]См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Годовой отчет национальных лабораторий INFN Гран-Сассо за 2011 год» (PDF) . п. 4 . Проверено 16 августа 2015 г.
- ^ Мирамонти, Лино (31 марта 2005 г.). «Европейские подземные лаборатории: обзор». Материалы конференции AIP . 785 : 3–11. arXiv : hep-ex/0503054 . Бибкод : 2005AIPC..785....3M . дои : 10.1063/1.2060447 . S2CID 5793486 .
- ^ Частица Хамелеон, пойманная в процессе изменения , Пресс-релиз, ЦЕРН , 31 мая 2010 г., по состоянию на 22 ноября 2016 г.
- ^ Агафонова Н.; Александров, Андрей; Алтынок, Осман; Амбросио, Микеланджело; Анохина Анна М.; Аоки, Сигэки; и др. (2010). «Наблюдение первого события-кандидата ν τ в эксперименте OPERA в пучке CNGS». Буквы по физике Б. 691 (3): 138–145. arXiv : 1006.1623 . Бибкод : 2010PhLB..691..138A . дои : 10.1016/j.physletb.2010.06.022 . S2CID 119256958 .
- ^ Шехтер, Йозеф; Валле, Хосе ВФ (1980). «Массы нейтрино в теориях SU(2) ⊗ U(1)». Физический обзор D . 22 (9): 2227–2235. Бибкод : 1980ФРвД..22.2227С . дои : 10.1103/PhysRevD.22.2227 .
- ^ Jump up to: а б Новый эксперимент направлен на раскрытие тайны массы нейтрино , 4 ноября 2014 г., по состоянию на 3 октября 2021 г.
- ^ Коттингем, Западная Нью-Йорк; Гринвуд, Д.А. (2007). Введение в стандартную модель физики элементарных частиц (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета.
- ^ Носенго, Никола (2010). «Римские слитки для защиты детектора частиц» . Природа . дои : 10.1038/news.2010.186 .
- ^ Батлер, Деклан; Каллауэй, Юэн; Проверьте Хайден, Эрика; Сираноски, Дэвид; Хэнд, Эрик; Носенго, Никола; Сэмюэл Райх, Евгения; Толлефсон, Джефф; Яхия, Мохаммед (2011). «365 дней: 10 природы» . Природа . 480 (7378): 437–445. Бибкод : 2011Natur.480..437B . дои : 10.1038/480437a . ПМИД 22193082 . S2CID 12834643 .
- ^ Брамфил, Джефф (2011). «Частицы нарушают предел скорости света» . Природа . дои : 10.1038/news.2011.554 .
- ↑ Нейтрино, отправленные из ЦЕРН в Гран-Сассо, соблюдают космический предел скорости , 8 июня 2012 г.
- ^ Адам, Т.; и др. ( Коллаборация OPERA ) (2012). «Измерение скорости нейтрино детектором ОПЕРА в пучке CNGS». Журнал физики высоких энергий . 2012 (10): 93. arXiv : 1109.4897 . Бибкод : 2012JHEP...10..093A . дои : 10.1007/JHEP10(2012)093 . S2CID 17652398 .
- ^ Первое обнаружение солнечных нейтрино из цикла CNO с помощью Borexino , Indico- FNAL , 23 июня 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
Лаборатории подземной физики ( м вод. экв. защиты) |
|---|
