I Laboratori Nazionali del Gran Sasso festeggiano i 25 anni di LUNA

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.

Contatti per la stampa
INFN Ufficio Comunicazione – Eleonora Cossi, 06.6868162, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
LNGS – Ufficio Relazioni Esterne e Informazione Scientifica – Roberta Antolini, 0862-437216, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Foto di: Yury Suvorov 

APPROFONDIMENTO - LUNA, studiare le stelle sottoterra
Il nostro Sole e tutte le stelle sono sistemi complessi che nascono, evolvono e si spengono, talvolta in modo spettacolare, grazie ad una sorta di competizione tra la forza gravitazionale e le forze nucleari. Infatti, le nubi di materiale disperse nel cosmo possono, per effetto della gravità condensare e contemporaneamente scaldarsi fino a raggiungere temperature sufficienti all’innesco di reazioni di fusione nucleare…le stesse condizioni che da decenni si cerca  con grandi difficoltà di ricreare artificialmente per produrre energia. Quando le reazioni di fusione nucleare sono attive, dall’interno della stella si sprigiona l’energia che viene poi emessa all’esterno e che contrasta l’attrazione gravitazionale che porterebbe invece a una implosione (come in effetti avviene nelle stelle novae e supernovae quando il “combustibile” nucleare si esaurisce). Nonostante le temperature elevatissime, le reazioni nucleari si susseguono lentamente garantendo alle stelle lunghi periodi, fino a miliardi di anni, di stabilità e rendendo così possibile l’evoluzione dei sistemi biologici. Un quadro affascinante ma che presenta ancora molti aspetti oscuri. Nei laboratori di ricerca, quando si tenta di ricreare le condizioni dell’ambiente stellare, si riesce a produrre un numero limitatissimo di reazioni e per studiare questi rari fenomeni occorrono ambienti particolarmente “silenziosi”, ovvero schermati dai raggi cosmici, come i Laboratori dell’INFN che si trovano sotto la montagna del Gran Sasso. LUNA è in grado di ricreare le condizioni della materia stellare fino a cento milioni di anni dopo il Big Bang, quando si formavano le prime stelle e si innescavano quei processi che hanno dato origine a misteri che non abbiamo ancora completamente compreso, come, ad esempio, l’enorme variabilità nella quantità degli elementi presenti nell’Universo.