Fisica: i laboratori del Gran Sasso festeggiano i 25 anni di LUNA

LUNA è un esperimento internazionale basato su un piccolo acceleratore lineare che ha l’obiettivo di studiare le reazioni di fusione termonucleare che avvengono nel cuore delle stelle

L’esperimento LUNA (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics), l’unico acceleratore al mondo a essere installato in un laboratorio sotterraneo schermato dai raggi cosmici, compie oggi 25 anni. LUNA è un esperimento internazionale basato su un piccolo acceleratore lineare che ha l’obiettivo di studiare le reazioni di fusione termonucleare che avvengono nel cuore delle stelle dove, da miliardi di anni, e ancora oggi, sono prodotti gli elementi che compongono la materia.

LUNA è installato ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN dove, sotto 1400 metri di roccia che lo proteggono dalla pioggia costante di particelle che proviene dal cosmo, riesce a osservare processi estremamente rari. L’esperimento ricrea in laboratorio le energie dei nuclei al centro delle stelle, da decine ad alcune centinaia di gradi Kelvin, riportando con il suo acceleratore l’orologio indietro nel tempo. Il cuore di LUNA è un acceleratore lineare di piccole dimensioni (tensione al terminale 400 Kilovolt), che fornisce fasci di idrogeno o elio con corrente molto elevata (sino a circa 600 microampere), per inviarli su un bersaglio solido o gassoso e indurre reazioni di fusione nucleare. Rivelatori al silicio, al germanio, o a cristalli scintillanti fotografano i prodotti delle collisioni e identificano la reazione a partire dalle particelle prodotte e dalla radiazione emessa.

“Questi 25 anni sono stati un viaggio scientifico lungo ed appassionante che merita di essere celebrato” commenta Paolo Prati, spokesperson di Luna, professore dell’Università di Genova e associato INFN “Ma oggi è anche l’occasione per lanciare la nuova fase dell’esperimento che si chiamerà LUNA MV” conclude Prati.

Dopo i numerosi successi ottenuti in oltre 15 anni di lavoro, nel 2007 la collaborazione ha, infatti, proposto l’installazione di LUNA-MV, finanziato per 5.3 milioni di euro con un progetto premiale MIUR. Si tratta di nuovo acceleratore capace di raggiungere energie più elevate e di aprire allo studio di reazioni che avvengono nelle stelle a temperature tra i 500 milioni e il miliardo di gradi. L’installazione del nuovo esperimento, che occuperà un’area complessiva di circa 500 m2, è prevista per l’autunno 2018 nella sala B dei LNGS. LUNA-MV sarà in grado di fornire intensi fasci di protoni, particelle alfa e ioni di carbonio e sarà ospitata all’interno di una nuova infrastruttura di cemento spessa 80 cm, che garantirà una completa schermatura dell’acceleratore rispetto al resto dei LNGS.

LUNA è una collaborazione internazionale di circa 40 ricercatori tra italiani, tedeschi, scozzesi e ungheresi, cui partecipano l’INFN e il GSSI, per l’Italia, l’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf per la Germania, l’Hungarian Academy of Sciences – Institute for Nuclear Research (MTA-ATOMKI), per l’Ungheria, la School of Physics and Astronomy dell’Università di Edimburgo, per il Regno Unito. In Italia collaborano all’esperimento i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, le sezioni INFN e le università di Bari, Genova, Milano, Napoli, Padova, Roma La Sapienza, Torino e l’Osservatorio INAF di Teramo.