Anni di sfide per i Laboratori del Gran Sasso Eugenio Coccia

Transcript

1 Contributo per il volume: Trent anni di Gran Sasso Volume in onore di Antonino Zichichi A cura della Società Italiana di Fisica Anni di sfide per i Laboratori del Gran Sasso Eugenio Coccia 1. Tra due Emergenze Intensi sono stati gli anni tra il 2003 e il 2009 per i Laboratori del Gran Sasso, e ricchi di attività su più fronti. In questo periodo iniziano a prendere dati gli esperimenti della cosiddetta seconda generazione. Il mondo della ricerca si arricchisce così di esperimenti chiave nella fisica del neutrino e della materia oscura. In questo periodo si attuano, su mandato del Governo, importanti interventi di messa in sicurezza del sistema Gran Sasso, che include l autostrada, l acquifero e il laboratorio sotterraneo. Il Laboratorio viene quindi a dotarsi di impianti che migliorano decisamente i suoi standard di sicurezza. Sempre in questo periodo, infine, vengono attuate nuove iniziative nel campo della divulgazione e della formazione, in collaborazione e con importanti finanziamenti da parte della Regione Abruzzo, che rendono il Laboratorio maggiormente radicato nel territorio e ancora più visibile, non solo come centro di ricerca internazionale ma anche di diffusione della cultura scientifica e di alta formazione per i giovani del territorio. Naturalmente tutte queste attività hanno richiesto il massimo impegno da parte del personale del Laboratorio. Occorre considerare che questo si è trovato a operare, negli anni del mio mandato, tra due Emergenze. Prima quella sopra menzionata per la messa in sicurezza del sistema Gran Sasso, che ha trasformato per qualche anno il laboratorio sotterraneo in un cantiere, dove interventi di grande impatto, come ad esempio l impermeabilizzazione del pavimento, dovevano coesistere con la prosecuzione di tutte le attività sperimentali e in particolare con l istallazione dei nuovi esperimenti. Poi, quando mancavano meno di quattro mesi al termine del mio mandato, e io non nascondevo la soddisfazione per il lavoro svolto, ecco arrivare il terremoto dell Aquila a sconvolgere la vita del territorio e quella del nostro personale, che per la maggior parte si è trovato improvvisamente senza casa. Voglio perciò subito in queste note ringraziare i dipendenti del Laboratorio che hanno dimostrato senso del dovere e coraggio in questi anni impegnativi. Il loro attaccamento, come pure quello dimostrato dai nostri colleghi di tutte le nazionalità, costituisce la migliore assicurazione per il futuro del Laboratorio. Queste note vogliono illustrare brevemente i tre aspetti principali dell attività del Laboratorio dal giugno 2003 al settembre 2009, aspetti che hanno costituito le tre linee direttrici della mia azione: la scienza, la sicurezza e il radicamento nel territorio. Concludo con alcune considerazioni sul terremoto dell Aquila.

2 2. La Scienza 2.1 Highlights I principali argomenti del programma scientifico dei LNGS sono stati, anche in questi anni, la fisica del neutrino, la ricerca diretta di materia oscura e lo studio di reazione nucleari di interesse astrofisico. E un piacere selezionare gli highlights nel periodo che stiamo considerando. Nella fisica del neutrino: - l avvio del progetto CNGS, con l installazione e la presa dati di OPERA in sala C e l istallazione di ICARUS in sala B; - il completamento di Borexino con il liquido scintillatore, dopo le note vicissitudini, e l inizio della presa dati dei neutrini dal Sole e dalla Terra; - l avvio dei più ambiziosi progetti internazionali sul decadimento doppio beta senza neutrini in sala A, con l istallazione dell esperimento Gerda e la realizzazione dell infrastruttura dell esperimento CUORE, preceduta dai risultati di Cuoricino, il migliore esperimento al mondo nel periodo considerato. Nella ricerca di materia oscura: - il rilascio dei dati di LIBRA, che confermano la modulazione annuale di DAMA e segnalano al mondo scientifico un risultato della massima importanza; - l installazione e i primi risultati dai nuovi esperimenti che usano Argon e Xenon liquidi da parte delle collaborazioni WARP e XENON. Nella fisica astronucleare: - i risultati di LUNA2 sul ciclo CNO, che permettono una valutazione dell età delle stelle più antiche e quindi dell Universo stesso. Mi limiterò nel seguito ad una breve descrizione degli esperimenti, essendo molti dettagli esposti negli altri contributi di questo volume. Prima voglio però ricordare che i Laboratori hanno un piccolo ma importante gruppo teorico. L attività principale del gruppo è focalizzata in vari aspetti della fisica astroparticellare, includendo i neutrini solari e da supernova, i raggi cosmici di elevatissima energia, l astrofisica relativistica e argomenti più esotici, quali i difetti topologici. Un gruppo piccolo, dicevo, ma i cui elementi sono noti internazionalmente e ricevono prestigiosi riconoscimenti. 2.2 Fisica del neutrino Com è noto, i Laboratori hanno già prodotto negli anni 90 un risultato di grande rilievo per la fisica delle particelle elementari, avendo fornito forte evidenza del fenomeno delle oscillazioni dei neutrini, fenomeno che può avvenire solo se i neutrini, a differenza di quanto previsto dalla teoria, hanno massa e si possono trasformare da un tipo all altro. L evidenza è venuta dall esperimento GALLEX con lo studio dei neutrini elettronici prodotti dal Sole e dall esperimento MACRO che, studiando i neutrini muonici prodotti dai raggi cosmici nell atmosfera terrestre, ha confermato il contemporaneo risultato dell esperimento SuperKamiokande svolto in Giappone. Nell attuale fase della ricerca internazionale si cerca di determinare la natura del neutrino (Dirac o Majorana) e di misurare accuratamente le masse e i parametri di mescolamento. Questi studi hanno potenzialmente conseguenze estremamente rilevanti sia sulla fisica fondamentale sia sulle nostre concezioni sull evoluzione dell Universo.

3 Un posto di primo piano in queste note spetta all avvio del progetto CNGS, in collaborazione tra l INFN e il CERN. Il fascio di neutrini muonici, proveniente dalla sorgente realizzata allo scopo al CERN e indirizzato nella direzione del Gran Sasso, è entrato in funzione il 18 agosto 2006 ed è attivo in modo regolare dal Il fascio raggiunge il Laboratorio attraversando la Terra per una distanza di 730 km. La partenza di questa impresa scientifica ha richiamato l attenzione anche da parte dei media e del mondo politico ed è stata celebrata ai Laboratori con un evento che ha visto la partecipazione del Ministro della Ricerca, del Presidente dell INFN e di tutte le autorità locali. Riporto il discorso da me pronunciato in occasione di quell evento, che documenta i contributi di vari attori nel superamento dell Emergenza Gran Sasso. OPERA è l esperimento principale del progetto CNGS ed è stato completato all inizio del 2008 con tutte le emulsioni fotografiche che costituiscono il cuore del rivelatore. Il programma scientifico dell esperimento OPERA prevede la rivelazione di neutrini tau originati dai neutrini muonici del fascio dal CERN attraverso il fenomeno delle oscillazioni. Tale rivelazione costituisce un passo importante per capire completamente questo fenomeno. OPERA sta osservando quindi come previsto eventi di neutrino da fascio nelle emulsioni, ed è in attesa di rivelare direttamente la trasformazione di un neutrino muonico in neutrino tauonico. Un altro esperimento che sarà in grado di utilizzare il fascio di neutrini è ICARUS, che si propone come rivelatore con tecnologie d avanguardia capace di portare avanti un vasto spettro di ricerche, principalmente sulla fisica del neutrino. Il modulo, ora pronto ad ospitare 600 tonnellate di argon liquido, fu introdotto nei laboratori all inizio del L installazione del complesso sistema criogenico, dell isolamento termico e dell elettronica è terminato nel ICARUS ha richiesto l implementazione di un articolato sistema di allarmi e sicurezze nella sala B del laboratorio. Una linea di ricerca storica del Laboratorio è quella della rivelazione di neutrini prodotti naturalmente dal Sole e nell esplosione di una Supernova galattica. Un altra data importante per il Laboratorio è quindi quella del 17 Maggio 2007, inizio della presa dati di Borexino. Dedicato ai neutrini provenienti dal sole, questo esperimento ha mostrato subito prestazioni superiori al previsto (in verità frutto di un lungo e certosino lavoro di riduzione del fondo radioattivo) e sta misurando regolarmente i neutrini solari sotto il MeV. Mentre i risultati sui neutrini solari stanno già imponendosi all attenzione della comunità scientifica, Borexino ha anche osservato per la prima volta i geo-neutrini. Questi sono antineutrini prodotti nei decadimenti radioattivi dell Uranio, del Torio e del Potassio dall interno della Terra e sono in grado di fornire informazioni uniche sulla composizione e i meccanismi di generazione di energia all interno del nostro pianeta. La rivelazione di neutrini da collasso gravitazionale è lo scopo principale dell esperimento LVD (Large Volume Detector). Dotato di 1000 tonnellate di scintillatore, LVD è da anni la vigile sentinella per i neutrini da una Supernova nella nostra Galassia ed è inserito in una rete mondiale di rivelatori dedicati alla rivelazione di questo fenomeno (Supernovae Early Warning System). LVD rappresenta anche un originale monitor del fascio di neutrini dal CERN. Con lo studio delle oscillazioni di neutrino si misurano solo le differenze del quadrato delle masse tra i diversi tipi di neutrino. Altri metodi sperimentali devono essere usati per la misura diretta della massa del neutrino. Uno di essi è collegato alla ricerca del decadimento beta doppio senza neutrini, permesso se il neutrino e l antineutrino coincidono (cioè se il neutrino è una particella di Majorana).

4 In questa ricerca è importante verificare i risultati con materiali diversi. Per questo motivo il laboratorio ospita due diversi esperimenti, CUORE e GERDA, che si pongono al vertice di questa ricerca a livello internazionale e per i quali gli anni scorsi sono stati decisivi. L esperimento CUORE è stato preceduto da CUORICINO, che impiegava 42 kg di TeO 2 bolometri e che è stato il miglior esperimento del settore dal 2003 al CUORE porterà nei prossimi anni la tecnologia di CUORICINO a una massa di 400 kg. L esperimento GERDA è di fatto già installato nella sala A e prevede l impiego di 35 kg di 76 Ge arricchito, da incrementare in stadi successivi. Il primo obiettivo di questo esperimento è quello di verificare i risultati, positivi ma controversi, dell esperimento HDMS ottenuto con una minore quantità dello stesso materiale. 2.3 Materia Oscura Dalle osservazioni astronomiche, sappiamo che quasi tutta la materia dell Universo non è costituita da nuclei ed elettroni come la materia normale. E chiamata materia oscura poiché non emette luce, e la sua natura è ancora sconosciuta. I suoi costituenti si ritiene siano particelle elementari dotate di massa e interagenti debolmente, chiamate WIMPs. La loro rivelazione diretta è molto difficile, richiede un ambiente a bassissima radioattività e lo sviluppo di tecniche avanzate di reiezione del fondo. Il tema della materia oscura dell universo è uno dei più affascinanti della fisica e dell astrofisica, ma anche uno dei più difficili da studiare. Molti laboratori nel mondo sono attivi in questa ricerca, e il Gran Sasso è in testa a tutti. L esperimento DAMA aveva già evidenziato una modulazione stagionale di segnali di bassissima energia interpretabile in termini di movimento della terra rispetto alla materia oscura. Con i suoi 100 kg di NaI, DAMA era l unico esperimento al mondo sensibile all effetto di modulazione annuale. Lo stesso gruppo di ricerca ha realizzato un nuovo apparato, LIBRA, con 250 kg di massa sensibile che ha iniziato a prendere dati nel Nel 2008 il risultato di LIBRA, che conferma oltre ogni ragionevole dubbio la modulazione annuale dei segnali, è stato pubblicato e costituisce una pietra miliare di questa ricerca. Mentre è continuata l attività dell esperimento ultracriogenico CRESST, gli anni scorsi hanno visto l inizio dell attività di due nuovi ambiziosi esperimenti basati sull interazione delle WIMPs con rivelatori costituiti da Argon liquido, WARP, e xenon liquido, XENON. Essi sono basati sulla rivelazione simultanea del segnale di ionizzazione e di scintillazione, che permette una grande reiezione di segnali non dovuti a particelle massive e neutre come le WIMPs. Dopo aver operato prototipi di piccolo volume, entrambi sono ora presenti in sotterraneo con i loro rivelatori da 100 litri in funzione. In particolare, XENON ha già dichiarato una eccellente sensibilità. 2.4 Astrofisica nucleare I modelli solari sono basati su dati e su estrapolazioni; in particolare le sezioni d urto termonucleari delle reazioni coinvolte non sono misurate nell intervallo di energia giusto e sono estrapolate dai dati a energie più elevate. Le misure dirette sono difficili a causa del basso valore delle sezioni d urto. Usando l acceleratore da 400 kv, LUNA ha continuato la sua attività di misura delle sezioni d urto delle reazioni nucleari di interesse astrofisico con risultati di grande interesse. In particolare nel 2004 i risultati delle misure di sezione d urto dei processi nucleari coinvolti nel cosiddetto ciclo CNO, fondamentale nella vita delle stelle, ha ricevuto l attenzione del mondo scientifico e dei media.

5 Le stelle producono energia convertendo idrogeno in elio in uno dei seguenti due modi. Nel canale protone-protone, essenzialmente quattro protoni si combinano per formare un nucleo di elio più due elettroni (sto semplificando una catena complessa di processi che involvono tra l altro la creazione di deuterio e elio 3). In alternativa, i protoni possono fondersi con i nuclei leggeri, come carbonio, azoto e ossigeno, e formare elio come parte del ciclo CNO. La reazione più lenta di questo ciclo è la fusione di un protone con un nucleo di azoto, che produce ossigeno e un gamma. La velocità con cui questa reazione avviene può essere usata per determinare la velocità con cui l energia viene rilasciata dal processo CNO e di conseguenza la luminosità e il tempo di vita di una stella. L età delle stelle più vecchie dell Universo, quelle che formano gli ammassi globulari, era calcolata analizzando il loro spettro luminoso e usando un valore supposto per la velocità delle reazioni del ciclo CNO. Grazie alle misure di LUNA si è in grado di stabilire la velocità di quelle reazioni, dando alle stelle più vecchie e in definitiva all intero Universo un età più corretta, che risulta essere di 14 miliardi di anni, uno in più di quanto si riteneva in precedenza. 2.5 Assergi, Europa I Laboratori del Gran Sasso sono riconosciuti dall Europa come una grande infrastruttura di ricerca e sono sempre stati in prima fila nella cooperazione con gli altri laboratori sotterranei Europei. Concrete azioni per favorire l accesso ai ricercatori di tutte le nazioni e ottimizzare l uso delle risorse disponibili sono state realizzate dal 2000 in poi dai direttori dei quattro laboratori nella UE (Gran Sasso, Modane, Canfranc and Boulby). Nell ambito del 6th framework programme, il progetto ILIAS (Integrated Large Infrastructures for Astroparticle Science) fu sottomesso con successo nel 2003 alla Commissione Europea da ApPEC, il comitato formato dalle varie agenzie nazionali d Europa attive nella fisica astroparticellare. ILIAS è iniziato ad Aprile 2004 come progetto quinquennale con un budget di 7,5 Milioni, contenendo diversi elementi: il coordinamento di varie attività quali la misura e il controllo del fondo radioattivo, procedure di sicurezza, attività di oureach e il finanziamento per l accesso di nuovi utilizzatori dei laboratori. La continuazione di questo programma nel 7th framework un nuovo progetto chiamato ILIASnext è stato sottomesso alla CE e il coordinamento tra i quattro laboratori sotterranei europei un nuovo accordo chiamato EuLabs è in via di perfezionamento sono stati favoriti da ASPERA, strumento creato da ApPEC come progetto Europeo Euranet per il coordinamento europeo della fisica astroparticellare. 2.6 Il Centro di Fisica Astroparticellare (CFA) Finanziato dalla Regione Abruzzo e dalla UE nell ambito del Piano Operativo Regionale , il CFA nasce come una rete di centri di ricerca attorno al nodo fondamentale del Gran Sasso, con l intento di promuovere la ricerca astroparticellare con azioni come i periodi di visiting di ricercatori stranieri presso i LNGS e l assegnazione di Assegni di Ricerca. Coordinato da Veniam Berezinski e con la partecipazione iniziale nella rete, oltre che dei LNGS, delle Università dell Aquila e di Roma Tor Vergata, il CFA ha iniziato la sua attività nel L attività è divisa nei quattro temi della fisica del neutrino, materia oscura, astrofisica delle alte energie e onde gravitazionali.

6 3. La Sicurezza Arrivai alla direzione dei LNGS nel giugno del 2003 in una situazione delicata. Lo sversamento accidentale di 50 litri di pseudocumene dell esperimento Borexino nelle reti di drenaggio del laboratorio e quindi nel torrente Mavone, avvenuta l anno prima, aveva richiamato l attenzione della Magistratura e l ostilità degli ambientalisti. Ma aveva anche provocato una serie di controlli da parte di tecnici della Regione Abruzzo, riguardo l ermeticità delle reti di drenaggio dell autostrada e del laboratorio nei confronti dell acquifero del Gran Sasso. Questi controlli avevano messo in evidenza delle indesiderate commistioni tra le varie reti idriche del sistema Gran Sasso. Queste commistioni potevano costituire una seria minaccia per la purezza dell acqua potabile fornita tramite acquedotto alla cittadinanza. La situazione era francamente preoccupante, perché poteva portare alla chiusura della galleria autostradale e al blocco dell attività del Laboratorio. Poco prima dell inizio del mio mandato, venne attuato l intervento governativo che l INFN aveva richiesto, nella forma della dichiarazione di stato di Emergenza. Questa nuova situazione avrebbe portato presto a un piano di lavori tendenti a mettere in sicurezza il complesso sistema Gran Sasso, garantendo da un lato la protezione dell acquifero dal traffico autostradale e dall altro il miglioramento della sicurezza per il personale e le attività del Laboratorio. Gli interventi principali attuati negli anni dal 2004 al 2006 hanno riguardato: - la completa impermeabilizzazione tramite speciali resine delle tre grandi sale A, B e C e della galleria TIR; - il rifacimento e la messa in sicurezza della reti drenaggio; - la realizzazione di un secondo canale di ventilazione lato L Aquila, che si aggiungeva a quello originario lato Teramo; - un più moderno sistema antincendio. - un nuovo sistema di monitoraggio degli impianti e degli allarmi Questi lavori hanno reso il Laboratorio meglio preparato ad affrontare eventi incidentali di ogni tipo. Soprattutto la situazione di incidente automobilistico con conseguente sviluppo di incendio nella galleria autostradale sinistra, quella prospiciente il laboratorio, può essere affrontato ora nella certezza che le persone presenti nel laboratorio sotterraneo si verrebbero a trovare in un luogo sicuro, ventilato e non raggiungibile dai fumi sviluppati dall incidente stesso. Nel campo della sicurezza e della prevenzione, tanto era stato fatto già dai miei predecessori. Voglio sottolineare in particolare il ruolo di Sandro Bettini, anche per quanto riguarda la prevenzione da eventi sismici. Gli stringenti parametri antisismici imposti agli apparati in sotterraneo hanno avuto modo di farsi grandemente apprezzare durante il terremoto del 6 aprile Voglio menzionare anche il ruolo essenziale di coordinamento svolto da Alberto Scaramelli, Technical Manager durante la prima fase del mio mandato. Oggi i Laboratori del Gran Sasso sono dotati di un Sistema di Gestione della Sicurezza e di un Sistema di Gestione Ambientale pienamente attivi. Il rispetto delle misure di sicurezza, a partire dal corretto uso dei dispositivi tipici delle attività in un sotterraneo, e le attività di informazione e formazione per tutti gli utenti sono assolutamente indispensabili in un laboratorio sotterraneo. Così come è fondamentale il rispetto dell ambiente in un laboratorio che è anche al centro di un area protetta, quale il Parco Nazionale del Gran Sasso e Monti della Laga.

7 Il raggiungimento della sicurezza è un processo dinamico che richiede costante vigilanza e aggiornamento, puntando al miglioramento continuo. In questo senso certamente un ulteriore passo avanti sarebbe costituito dalla realizzazione di un sovrappasso pedonale, che permettesse a chi è nel laboratorio di raggiungere la galleria autostradale destra. Un progetto da prendere in considerazione nel prossimo futuro. 4. Il Radicamento 4.1 Ma sto Laboratorio che fa? Lei è favorevole o contrario al terzo tunnel? Questa la prima domanda, che mi sentii porre dal primo giornalista abruzzese che mi intervistò nel 2003 appena arrivato alla direzione dei Laboratori. La scienza veniva dopo, prima l attualità. E in quel periodo non si parlava d altro. Le polemiche scuotevano la politica locale a causa della possibile realizzazione, appunto, della terza galleria carrabile aggiuntiva alle due autostradali esistenti. Questa, se realizzata, avrebbe permesso di raggiungere il laboratorio sotterraneo direttamente dalla sede esterna di Assergi e risolto d un colpo il problema costituito dall assenza di via di fuga sicura in caso di grave incidente automobilistico nella galleria autostradale sinistra. Ma, secondo un opinione sempre più diffusa dopo i dubbi sulle reti idriche del sistema Gran Sasso, avrebbe costituito una ulteriore ferita alla montagna e all acquifero. Il pericolo di inquinamento della falda acquifera veniva sventolato a sproposito da alcuni accaniti difensori dell ambiente ma riusciva ad impressionare una parte considerevole della cittadinanza. Ed alcuni esponenti politici non trovavano di meglio che cavalcare la tigre del momento. Come ho illustrato nel paragrafo precedente, questo problema di sicurezza è poi stato affrontato in altro modo. Ma l episodio del giornalista è emblematico della situazione a metà del Per la cronaca, la mia risposta fu: noi non vogliamo il terzo tunnel, noi vogliamo la sicurezza. A questa ostilità ambientale andava aggiunto che, nonostante gli sforzi compiuti per informare correttamente sull attività del Laboratorio, questa risultava misteriosa ai più. La domanda: Ma sto Laboratorio che fa? echeggiava nelle valli e nei villaggi, refrattaria alle spiegazioni su neutrini e WIMPs. Occorreva un piano organizzato per stabilire un clima di fiducia e valorizzare la presenza del Laboratorio nel territorio. Questo piano si è sviluppato principalmente in due direzioni: la divulgazione e la formazione. 4.2 La divulgazione Sul fronte della divulgazione, nuove iniziative sono state aggiunte alle belle già attuate (come gli open days e le iniziative con le scuole in collaborazione con l AIF). La scuola estiva Gran Sasso-Princeton. Grazie ai colleghi di Princeton, è stato possible organizzare dal 2004, ogni anno, una summer school per 20 ragazzi abruzzesi del IV e V anno di liceo, selezionati con un esame scritto da svolgere ai Laboratori. Il programma di questa scuola prevede di vivere per 3 settimane nel campus dell Università di Princeton, usufruendo delle stanze e dei laboratori dell Università, dove svolgere lezioni di Fisica e di Inglese, dove comprendere il fascino delle nostre ricerche e da dove, nei fine settimana, fare

8 escursioni a New York, Washington e Filadelfia. L iniziativa ha ricevuto l adesione convinta (e il finanziamento) da parte dei Presidenti della Regione Abruzzo che si sono succeduti. E quello che più conta, ha visto l entusiastica partecipazione dei ragazzi e delle ragazze che in centinaia hanno partecipato alle selezioni e che hanno rappresentato, anche presso le loro scuole e le loro famiglie, dei formidabili ambasciatori dell attività scientifica del Laboratorio. Dal 2008 la Scuola ha attratto l attenzione dello stato americano del Sud Dakota. Ivi è presente un laboratorio sotterraneo, il leggendario Homestake che ha ospitato l esperimento sui neutrini solari che è valso il premio Nobel 2002 a Ray Davis. Ma soprattutto è la sede designata per il grande laboratorio sotterraneo DUSEL. Il governatore dello Stato, seguendo il suggerimento di Frank Calaprice, ha aderito allo spirito della Scuola e ha finanziato la partecipazione di studenti del Sud Dakota, i quali prima visitano i Laboratori del Gran Sasso e poi seguono la Scuola a Princeton insieme con i nostri studenti abruzzesi. L iniziativa dal 2009 è chiamata Gran Sasso- South Dakota-Princeton Summer School. Il Museo di Teramo Figlio della stessa legge del 1990 che istituiva un allargamento del laboratorio sotterraneo e la realizzazione del terzo tunnel, il Museo della Fisica e dell Astrofisica ha visto la luce a Teramo nel Secondo la legge istitutiva, la gestione del Museo spetta all INFN, e quindi di rimando ai Laboratori, che hanno collaborato strettamente con il Comune di Teramo per arrivare alla sospirata inaugurazione. Grande è la potenzialità di questa struttura e merito va dato a chi l ha immaginata venti anni fa. Consta di due edifici, uno dei quali ospita una mostra sulla radioattività mentre l altro è pronto ad ospitare parte della bella mostra Astri e Particelle, già allestita in grande stile a Roma. Gli edifici sono inseriti in una struttura chiamata Parco della Scienza che comprende un centro multimediale con una sala conferenze da 400 posti. Il Direttore è Aurelio Grillo. Il progetto EEE Nato su iniziativa e sotto la guida di Antonino Zichichi, l obiettivo principale del progetto Extreme Energy Events è quello di capire dove, quando e come nascono i raggi cosmici, studiando le caratteristiche degli sciami estesi di particelle secondarie prodotte dall impatto dei primari di più alta energia con l atmosfera terrestre. Al tempo stesso, avendo i raggi cosmici un ruolo emblematico e interdisciplinare nella cultura scientifica, il loro studio può essere considerato lo strumento ideale per portare la Scienza nel cuore dei giovani (vedi il sito Il Progetto EEE è strutturato su base modulare. In numerose Scuole d Italia (Licei o Istituti Tecnici) viene installato un telescopio formato da rivelatori denominati MRPC (Multigap Resistive Plate Chamber) che permettono l osservazione e la misura dei muoni cosmici. In ogni Scuola i ragazzi partecipano alla realizzazione e alla messa in funzione del telescopio. Nasce così nei ragazzi un interesse diretto per le problematiche scientifiche. Essi sentono di diventare protagonisti della costruzione di uno strumento e della elaborazione di dati che sono alle frontiere della ricerca contemporanea. Naturalmente nostre Scuole (due Istituti) dell Aquila sono in prima fila in questa iniziativa, anche nel conseguire interessanti risultati. Teramo è pronta a seguire l esempio.

9 La sala visitatori Non sempre è possible far visitare i laboratori sotterranei, e tuttavia la spiegazione delle nostre attività è un attività importante sempre. E stata quindi progettata una sala visitatori che è in via di realizzazione e che ha potuto usufruire di un finanziamento dalla Fondazione della Cassa di Risparmio dell Aquila. Conferenze ovunque La divulgazione per i Direttori del Laboratorio è un attività che non si spegne mai. Troppo importante è spiegare a tutti perchè mettiamo strumenti unici sotto 1400 metri di roccia; perchè il nostro centro di ricerca è il più importante del mondo nel suo campo; quello che significa la parola nucleare nel nome del nostro istituto e quello che invece nel nostro caso non significa. Importanti sono quindi le visite al nostro laboratorio e importanti sono le conferenze che i direttori tengono non solo nelle città maggiori ma anche nelle varie cittadine d Abruzzo. La conferenza che ricordo con maggiore soddisfazione fu quella, davvero originale, del 12 ottobre Su mio invito l intero consiglio comunale di Teramo visitò il laboratorio sotterraneo sottoponendosi anche ad una presentazione nella sala B adibita per l occasione a sala conferenze. A seguire fu tenuta una seduta speciale del Consiglio, aperta al pubblico, nella sala Fermi dei Laboratori. Il tema era il rapporto controverso tra i LNGS e il territorio teramano. Parteciparono anche agguerriti rappresentanti del WWF Abruzzo, il che rese pepata la serata. Ricordo quella occasione con piacere perché fu allora che compresi che ce l avremmo fatta a far cambiare l atteggiamento nei nostri confronti degli scettici e dei denigratori. Misurai i nostri interlocutori con il metro della buona fede, ed il risultato fu positivo. 4.3 La Formazione L intento di ampliare, valorizzare e rendere visibile il trasferimento di conoscenze scientifiche e tecnologiche che il nostro laboratorio attua verso il territorio, ha portato a nuove iniziative di alta formazione. Il modo principale per realizzare l intento è stato quello di qualificarsi nell ambito della Regione Abruzzo come ente formatore, proponendo un originale programma di interventi ritagliati sulle possibilità di un laboratorio INFN e finanziabili tramite il Fondo Sociale Europeo della UE gestito dalla Regione. Mi piace inquadrare questa attività nella ampia prospettiva di portare i LNGS, in quanto centro di ricerca situato nella Regione Abruzzo, a far parte della strategia europea della formazione tecnico scientifica, e del trasferimento dei risultati della ricerca ai sistemi produttivi locali. Va premesso, per il lettore non iniziato alle nostre attività, che la ricerca tecnologica dell'infn, e quindi anche dei LNGS, e' motivata principalmente dalla necessità di sviluppare nuovi metodi di studio e rivelazione di particelle, nuovi metodi per l'acquisizione e l'analisi dei dati. Questi metodi rappresentano una fonte unica di tecnologia innovativa in campi quali quelli dell elettronica, della superconduttività, della meccanica di precisione, del computing e delle reti ad alte prestazioni, della diagnostica per immagini, della terapia con fasci di particelle, delle tecniche applicabili al campo della conservazione dei beni artistici e in altro ancora. E fisiologico per l'infn trasmettere alle aziende le conoscenze acquisite nel corso della propria attività di ricerca. L impatto esercitato sulle aziende dall interazione con l INFN può essere valutato in termini di capacità di ampliare la propria gamma di prodotti, e di crescita della capacità di progetto e di produzione. Va sottolineato il forte impatto territoriale di

10 questa interazione che è particolarmente incisiva nei confronti delle piccole e medie imprese. I dati ci dicono che ogni anno, in media, Milioni di Euro (pari al 43% del totale) investiti dalle sedi INFN del centro sono destinati a ditte del centro, Milioni di Euro (2.1%) sono destinati a ditte del sud, Milioni di Euro (37%) a ditte del nord e (18%) a ditte nelle isole. In definitiva, il 59% della spesa della sede ricade nella stessa macroregione della sede (il 42% ricade nella stessa regione). Ecco allora evidenziarsi come i LNGS possano svolgere un ruolo di stimolatore dell innovazione nel territorio abbruzzese. I passi formali sono consistiti nella firma di protocolli d Intesa tra l INFN e la Regione inserendo il programma da attuare nel Piano Operativo Regionale dell Abruzzo. Il primo nel 2006, con la partecipazione del Consorzio GARR, e il secondo nel 2008 con l inizio del POR Abruzzo Abbiamo utilizzato la nostra struttura per formare, tramite l assegnazione di borse di studio e assegni di ricerca, decine di giovani diplomati e laureati abruzzesi e per offrire una opportunità di crescita a tutti i soggetti raggiunti da questa iniziativa. Tra questi soggetti vanno elencati tutti coloro che grazie a questa iniziativa hanno frequentato i nostri Laboratori, coloro che hanno avuto modo di svolgere parte della loro attività presso le aziende associate al progetto, coloro che hanno seguito, di persona o in modalità e-learning, i corsi proposti in modo anche innovativo. Tra gli ultimi progetti finanziati vanno segnalate: la stazione di analisi chimicofisiche, le attività di orientamento per studenti delle scuole secondarie, e la creazione del centro di fisica astroparticellare, già menzionato nel paragrafo Il Terremoto dell Aquila 5.1 La disgrazia e la forza Alle 3:32 del 6 aprile 2009 non mi trovavo nel mio appartamento al centro dell Aquila. Ero in missione a Pisa per una riunione. Fin dalle prime ore del mattino riuscii a capire che per fortuna la gente del Laboratorio non aveva subito lutti e che le strutture in superficie e in sotterraneo avevano resistito bene. Arrivando nel Laboratorio, di fronte a quello che avevo visto attraversando il territorio, pensai che quella stessa scossa che aveva provocato morti, feriti e distruzione doveva riuscire anche a trarre, da dentro noi stessi, tutte le energie positive di cui eravamo capaci, anche quelle che non pensavamo di avere. Il Laboratorio effettivamente non aveva subito seri danni: la sede esterna appena qualche piccola crepa negli intonaci di un paio di edifici; il laboratorio sotterraneo, dove tutti gli esperimenti erano stati allestiti secondo severi criteri antisismici, era rimasto indenne. Ma un grosso problema c era: la stragrande maggioranza dei dipendenti aveva perso la casa. Alcuni se l erano vista crollare addosso ed erano rimasti illesi per miracolo. Diversi erano sfollati in alberghi sulla costa, altri erano stati sistemati in tenda, altri ancora avevano trovato ospitalità da parenti o amici. Negli occhi di tutti le lacrime, l incredulità e la preoccupazione per quanto stava succedendo. La terra continuava a tremare tutti i giorni e sembrava non dare tregua a nervi già duramente provati. Le guardie giurate e i tecnici dell antincendio, che presidiano 24 ore su 24 il laboratorio sotterraneo e la cui presenza è imprescindibile (anche per legge), erano sottoposti a uno stress psicologico particolare. Mettiamoci un momento nei loro panni: non hai più la casa, i tuoi cari sono sfollati o in tenda, hanno bisogno di te e sono scossi anche dalle voci (irresponsabili) di un nuovo imminente fortissimo terremoto, e tu devi dire loro che vai a fare il tuo turno di di lavoro di 8 ore in un

11 sotterraneo lontano 5 km dall uscita più vicina, vincendo le loro implorazioni di non andare. Non è una bella situazione. Eppure posso testimoniare direttamente, essendo stato vicino a loro, che i turni sono proseguiti ininterrotti. Così come posso testimoniare il senso del dovere e l attaccamento al Laboratorio di tanti dipendenti. Quelli che erano nel sotterraneo già alle 4 del mattino del 6 aprile a controllare gli impianti; quelli che senza nulla chiedere hanno dato subito la loro disponibilità a censire la situazione dei loro colleghi; quelli che sono tornati al lavoro anche per dimostrare che la vita del loro Laboratorio continuava. A tutti loro va la mia ammirazione per l esempio che hanno dato. 5.2 L Aquila oltre gli ostacoli della natura L INFN ha attuato subito una serie di misure finalizzate ad alleviare i disagi e a riavvicinare le persone al luogo di lavoro, inclusa la realizzazione, all interno della nostra sede di Assergi, di alloggi in prefabbricati e containers e di un centro per i figli dei dipendenti, dove questi potessero giocare e fare attività come in un normale centro estivo. Ma si è potuto fare qualcosa di più. Le attività didattiche degli studenti di Fisica dell Università dell Aquila sono state svolte nelle nostre aule. In questo modo salvando l anno accademico. Ed è con gioia che abbiamo ospitato varie riunioni del Consiglio Comunale dell Aquila. Abbiamo inoltre dato la disponibilità del nostro terreno al Comune dell Aquila per la costruzione di una scuola materna e di una scuola elementare. Oltre l orizzonte dell emergenza, andava formandosi la coscienza di poter contribuire a fare qualcosa di più grande, di avanzare progetti che rilanciassero L Aquila oltre gli ostacoli della natura. Un primo esempio è fornito dal progetto di un Science Center dedicato a giovani e giovanissimi nel Parco del Sole. Il Parco del Sole è uno dei più vasti e suggestivi spazi verdi dell Aquila (circa 3 ettari), situato a fianco della Basilica di S. Maria di Collemaggio. Il progetto prevede la realizzazione di un planetario e di una struttura espositiva didattica da allestire in un immobile storico che, previo recupero e restauro, potrà essere ampliato fino a 600 metri quadrati. La disponibilità di ampi spazi esterni permetterà di svolgere numerose attività culturali. Già delineato nelle sue linee generali prima del terremoto, tanto da portare ad una lettera di intenti firmata da me per l INFN e dall Assessore Moroni per il Comune dell Aquila, il progetto deve ora essere consolidato dalle parti. Un altro progetto, di maggior respiro, è stato avanzato a Roma il 3 luglio 2009: la realizzazione di una scuola di dottorato internazionale nelle scienze di base, denominato Gran Sasso Institute, sul modello della Normale di Pisa e della SISSA di Trieste. L occasione per la formulazione di tale progetto è arrivata da una riunione organizzata dal Ministero dell Economia e delle Finanze, in collaborazione con l Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico (OCSE), per discutere le politiche e le scelte strategiche necessarie a rilanciare, dopo il terremoto, l economia della città dell Aquila. Oltre all immediata necessità di garantire una casa alla popolazione colpita dal sisma, l evento catastrofico pone infatti importanti sfide inerenti il rilancio, in termini economici e di visibilità, dell area aquilana, che ne garantiscano lo sviluppo futuro. A questo primo incontro è seguito un secondo il 10 settembre 2009 ai LNGS, cui hanno partecipato soggetti istituzionali, imprese, rappresentanti del mondo produttivo, accademico e della società civile. Vedremo presto se il progetto, che ha le sue colonne portanti nei Laboratori del Gran Sasso e

12 nei Dipartimenti di Matematica, Fisica e Informatica dell Università dell Aquila, andrà in porto o rimarrà solo un intento e un occasione perduta. Certo è che il territorio aquilano possiede enormi risorse, che chiedono e meritano di essere pienamente valorizzate. La giusta reazione alle ferite inferte dal terremoto dovrebbe essere allora non solo di curare queste enormi ferite, ma anche di varare nuovi ambiziosi progetti, considerando il sisma un opportunità unica di crescita e di valorizzazione della città e del territorio. Il dolore sofferto avrà allora avuto un senso. 5.3 Conclusione Sono passati trent anni dal momento in cui, grazie dalla visione lungimirante di Antonino Zichichi, il progetto del più grande laboratorio sotterraneo al mondo fu concepito e presentato all attenzione delle autorità italiane. I Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell INFN si sono affermati come una realtà scientifica di preminenza mondiale in un campo di ricerca tutt ora in espansione, in cui si sovrappongono la fisica delle particelle elementari, l astrofisica e la cosmologia. Essi costituiscono un gioiello della cultura italiana.

13 Discorso di benvenuto di Eugenio Coccia per la Celebrazione CNGS dell 11 settembre 2006, alla presenza del Ministro dell Istruzione Università e Ricerca Mussi. Signor Ministro, Autorità, Colleghi e Amici, vi do il benvenuto nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. E con grande piacere e soddisfazione che celebriamo oggi l inizio del programma scientifico del progetto CNGS. Il più grande laboratorio del mondo di fisica subnucleare, il CERN, e il più grande laboratorio sotterraneo di fisica delle particelle e delle astroparticelle, il Gran Sasso, sono oggi legati attraverso un sottilissimo filo di neutrini da questo progetto che ha lo scopo di dimostrare direttamente il fenomeno della oscillazione dei neutrini. Su questo tema il Gran Sasso ha già dato importanti indicazioni misurando la sparizione di neutrini solari con Gallex e atmosferici con Macro ed è ora pronto ad aprire questa nuova pagina della sua storia. Storia che vede fin dall inizio (1979) un fascio di neutrini dal CERN come una delle attività di ricerca più importanti, come dimostra il disegno manoscritto del padre del Laboratorio, Antonino Zichichi, che per questo volle le sale sperimentali realizzate in direzione di Ginevra. L elenco delle attività scientifiche previste trenta anni fa per il Laboratorio è quanto mai attuale oggi. Il progetto CNGS inizia una nuova fase della vita del Laboratorio con una nuova generazione di esperimenti sulla natura del neutrino e della materia oscura. Esperimenti che pongono il Laboratorio alla frontiera della ricerca attuale e al centro dell attenzione della comunità scientifica internazionale. Il Laboratorio è in grado di affrontare questa nuova fase grazie ai lavori di messa in sicurezza ordinati dalla Protezione Civile e condotti dal Commissario delegato. E proprio la vicina conclusione di questi lavori costituisce un secondo motivo di questa celebrazione. Grazie a questi lavori il Laboratorio può guardare con fiducia alla sua attività futura. I lavori di messa in sicurezza del laboratorio (parte dei più generali lavori di messa in sicurezza del sistema Gran Sasso) hanno costituito un occasione di fattiva collaborazione tra lo staff del Laboratorio, la Protezione Civile, lo Staff del Commissario e gli Enti locali, qui rappresentati ai massimi livelli. E questa l occasione per un ringraziamento, non retorico, a tutte le autorità locali e ai parlamentari abruzzesi per avere con noi affrontato con spirito di collaborazione un momento di passaggio cruciale per la vita del Laboratorio, con la consapevolezza del ruolo che il Laboratorio ha e continuerà ad avere nel territorio come centro di ricerca internazionale, di diffusione della cultura scientifica e di alta formazione. Vi ringrazio, anche a nome di tutto il personale del Laboratorio, per la vostra presenza oggi.