Laboratori Nazionali del Gran Sasso

Die Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) sind die größten unterirdischen Versuchslabors für Elementarteilchenphysik der Welt und befinden sich im Gran Sasso d’Italia in der Nähe von L'Aquila. Sie gehören zum Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

Experimente

OPERA

Seit Ende August 2006 sendet CERN einen CNGS genannten Strahl von Myonen-Neutrinos in Richtung des 730 km entfernten LNGS. Dort soll der größte Detektor im LNGS, OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), einen direkten Nachweis von τ-Neutrinos erbringen und damit das letzte fehlende Puzzleteil im Rätsel der Neutrinooszillationen liefern. Der Nachweis der τ-Neutrinos erfolgt in einem etwa 1300 t schweren Blei-Emulsions-Target. Elektronische Detektoren dienen der Echtzeit-Rekonstruktion geladener Teilchen und als Trigger. OPERA ist etwa 20 m lang, 10 m breit und 10 m hoch und wiegt inklusive der umgebenden Struktur fast 5.000 t.^[1] Im September 2011 wurden mit Hilfe des OPERA-Detektors gewonnene Messwerte veröffentlicht, die darauf hindeuten, dass sich die CERN-Neutrinos schneller als das Licht fortbewegen (siehe „OPERA-Neutrino-Anomalie“). Daten der ICARUS-Gruppe zeigen jedoch, dass diese Messwerte falsch sind (siehe „ICARUS (2012)“). Das Experiment soll in den USA am Fermilab wiederholt werden.

ICARUS

Das ICARUS-Experiment (Imaging Cosmic And Rare Underground Signals) benutzt einen Liquid Argon (LAr)-Detektor zum Studium der Neutrinos des CNGS-Strahls. Der Detektor ist mit 760 Tonnen Flüssigargon gefüllt.^[2]

BOREXINO

Für den Nachweis nieder- und mittelenergetischer solarer Neutrinos wurde BOREXINO konzipiert. Der Nachweis der Neutrinos erfolgt über Neutrino-Elektron-Streuung in einem 300 t schweren unsegmentierten Flüssigszintillator. Seit Mai 2007 werden mit BOREXINO Daten erfasst. Zum ersten Mal konnten mit BOREXINO direkt solare Neutrinos aus dem Einfang von Elektronen in 7-Be nachgewiesen werden. Das Bild der Neutrinooszillationen konnte bestätigt werden. Seit 2008 wurden auch Daten zu 8-B Neutrinos veröffentlicht. BOREXINO ist damit das erste Experiment, das beide Neutrinoquellen der Sonne vermessen hat. BOREXINO wird in Zukunft wichtige Daten zu thermonuklearen Fusionsprozessen im Zentrum der Sonne liefern.^[3]

LVD

Das LVD-Experiment (Large Volume Detector) dient zur Messung von Neutrinos von stellaren Ausbrüchen in der Milchstraße oder den Magellanschen Wolken, oder zum Studium anderer astrophysikalischer Phänomene.^[4]

MACRO

Seit 1989 dient das MACRO Experiment dem Nachweis von Neutrinos aus Supernovae in Echtzeit. Es war ursprünglich zur Suche nach magnetischen Monopolen ausgelegt und besitzt ein segmentiertes Target aus 550 t Flüssigszintillator.

Die Experimente DAMA, XENON und CRESST-II dienen der Suche nach WIMPs, den hypothetischen Bestandteilen der Dunklen Materie. DAMA nutzt zur Erkennung der sehr seltenen Signale von WIMPs im störendenen Hintergrund nicht komplizierte per-Ereignis-Unterscheidungstechniken, sondern die Schwankungen der erwarteten WIMP-Rate im Jahresgang. Durch Auswertung von sieben Jahren ergab sich der Nachweis eines WIMP-Kandidaten mit einer Masse von 60 GeV/c² und einem Wirkungsquerschnitt von 10^-41 cm². Dies widerspricht aber den negativen Ergebnissen der anderen WIMP-Detektoren.

CUORE, COBRA und GERDA suchen nach dem neutrinolosen Doppel-Betazerfall.

LUNA ist ein Experiment zur Nuklearen Astrophysik und betreibt den einzigen Teilchenbeschleuniger (400 keV, Ionen) weltweit unter den einzigartigen Bedingungen eines solchen Untertagelabors.

In den Jahren 1991 bis 2003 befand sich das radiochemische Experiment GALLEX und das Nachfolgeexperiment G.N.O. im LNGS.

Die Laboratori nazionali del Gran Sasso sind, wie die drei anderen europäischen Untergrundlaboratorien Laboratoire Souterrain de Modane, Laboratorio subterráneo de Canfranc und Boulby Underground Laboratory, der Koordinierungsgruppe ILIAS angeschlossen.

Quellen

Weblinks

• Laboratori nazionali del Gran Sasso
• CNGS-CERN-Experiment
• Slide Show (PDF) (5,44 MB)
• ILIAS
• XENON Experiment
• CRESST Experiment

42.42056613.516424Koordinaten:

42° 25′ 14″ N, 13° 30′ 59,1″ O