Le Laboratoire du Gran Sasso

L'expérience Borexino ainsi que son prototype CTF sont situés au LNGS (Laboratori Nazionali del Gran Sasso). Ce laboratoire fait partie de l'Istituto Nationale de Fisica Nucleare (INFN). Il est situé dans le tunnel (10, 4 km de long) qui relie L'Aquila et Teramo (figure 3.3(a)), à environ 6 km de l'entrée ouest, à 120 km de Rome.

Figure: Schémas du laboratoire souterrain du Gran Sasso.

Figure: L'accès aux galeries se fait par l'autoroute passant sous la montagne.

La figure 3.3(b) montre une vue en coupe du laboratoire avec ses galeries, les trois halls ^3.4 expérimentaux A, B et C, les tunnels de connexion et une aire de service, pour un total d'environ 18 000 m. La grande épaisseur de montagne se trouvant au-dessus (environ 3 800 m.w.e, voir figure 3.3(b)) assure une protection uniforme aux rayons cosmiques. Une atténuation d'un facteur d'environ 10⁶ aux muons est attendue, soit 1, 1 muon/h/m² pour une énergie moyenne de muons d'environ 200 GeV [Collaboration 1995]. De plus, la roche des dolomites est particulièrement faible en neutrons rapides, environ 2 200 fois moins que le taux mesuré à la surface [Aleksan et al. 1989] ^3.5.

La mission du laboratoire est d'accueillir des expériences de physique nécessitant un faible niveau de radioactivité (notons que des expériences de géophysique et de biologie sont aussi présentes). L'infrastructure du laboratoire est complétée par de nombreux bâtiments en surface. Près de l'entrée du tunnel au pied de la montagne, se trouvent les bureaux des différents groupes, une bibliothèque, des bâtiments techniques, une cantine..., qui font du laboratoire un haut lieu de convivialité et d'échanges internationaux.

On trouve plusieurs expériences dans les halls du laboratoire souterrain :

• le hall A abrite l'expérience LVD, dédiée à la détection des neutrinos de supernovæ, l'expérience GNO nouvelle version de GALLEX ^3.6et l'expérience CRESST de détection de matière noire ;
• le hall B a abrité l'expérience Macro (actuellement vide) ;
• le hall C dans lequel est situé Borexino et CTF (figure 3.4). Les premiers travaux du futur détecteur OPERA de neutrinos provenant du CERN ont commencé.

De plus petites expériences sont situées dans les couloirs de jonction Heidelberg-Moscou, LLBF (le prototype test de LENS), DAMA et l'expérience Luna2 (une description de l'ensemble de ces expériences peut être trouvée sur [LNGS-web 2003]).

Figure 3.4: Implantation de Borexino et CTF dans le hall C du Gran Sasso.