グラン・サッソ国立研究所（Laboratori Nazionali del Gran Sasso; LNGS）は、世界最大の地下研究所である。イタリアのグラン・サッソ山の下にあり、による素粒子物理学の研究でよく知られている。地上施設に加えて、山の下には広大な地下施設がある。最寄りの町はラクイラとテーラモである。 ローマからは約120kmの距離にある。

研究所の主な使命は、低バックグラウンド環境を実現可能なその特性と設備を生かして、素粒子天体物理学や原子核天体物理学及びその他の分野の実験の場を提供することである。LNGSは、他の3つのヨーロッパの地下素粒子天体物理学研究所（、、および）と同じく共同グループILIASの一員である。

歴史 グラン・サッソ国立研究所は1979年に当時のイタリア国立核物理学研究所の所長であった教授によって考案され、グランサッソ山の下で既に進行中だった高速道路トンネルの建設のための掘削を利用した。ジキッキはすぐに公共事業委員会を設置するように、当時の元老院議長であったアミントレ・ファンファーニ（キリスト教民主党）を説得した。

事業は1982年に開始し1985年に完了したが、MACROと呼ばれる最初の実験と共に研究センターが完全に稼働したのは1987年だった。

設備 この研究所は、内にある地上施設と、全長10kmのに隣接する広大な地下施設で構成される。

LNGSにおける最初の大規模実験は1989年に行われた。その後、施設が拡張され、現在では世界最大の地下研究所となっている。

主な実験室として筒型ヴォールト天井のホールが3つあり、それぞれおよそ幅20m、高さ18m、長さ100mである 。これらを合わせると、床面積はおよそ3×20×100 = 、容積はおよそ3×20×（8+10×π/4）×100 = である。より小さなスペースと様々な連絡トンネルを含めると、施設全体では 、である 。

実験ホールは約1400mの岩で覆われていて、宇宙線から実験を保護している。約3400 (mwe) の遮蔽を提供して、これは最も深い地下実験室ではないが、鉱山エレベーターを使わずに操業できるという点で非常に評判が良い。

研究プロジェクト

ニュートリノ研究 2006年8月下旬以降、CERNのからミューニュートリノのが730km離れたグラン・サッソ研究所に向けて照射され、OPERAと検出器によって検出されている。このニュートリノ振動の研究はフェルミラボからへ向けて照射する実験の結果を改善すると期待される。

2010年5月、グラン・サッソ研究所の理事Lucia Votanoは、「OPERA実験は最初の目標、すなわちジュネーブからグラン・サッソ研究所に到達するまでの間にミューニュートリノから変化することで得られるタウニュートリノの検出を達成した。」と報告したParticle Chameleon Caught in the act of Changing, Press Release, CERN, 31 May 2010, accessed 22 November 2016.。これはミューニュートリノビームで初めて観測されたタウニュートリノ候補イベントであり、ニュートリノが質量を持つことのさらなる証拠をもたらした（ニュートリノが質量を持つことは1998年にスーパーカミオカンデで初めて示されたNew Experiment Aims to Crack Neutrino Mass Mystery, 4 November 2014, accessed 3 October 2021.。）。ニュートリノがこの変化を起こすためには質量を持たねばならず、これはニュートリノに質量がないと仮定する古典的な素粒子物理学の標準模型から逸脱している。

(Cryogenic Underground Observatory for Rare Events)と呼ばれる、ニュートリノがマヨラナ粒子かディラク粒子かを決定するための努力がこの研究所で行われている（2018年現在）。最近鋳造された鉛よりも古代の鉛の方が放射能が低いため、この検出器は古代ローマの難破船から回収された鉛で遮蔽されている。この遺物はカリャリの国立考古学博物館からCUOREに提供された。

2011年9月、フランスリヨンの核物理の研究所の研究者であるDario Autieroは、CERNで生み出されたニュートリノが光速で移動するとした場合よりも約60ns早くOPERA検出器に到達したことを示す予備的な結果が得られたことを発表した。この超光速ニュートリノ異常の原因はすぐには解明されなかった。この結果はその後調査され、間違っていることが確認された。これはOPERA実験室の受信機における光ファイバーケーブルの接続不良によって引き起こされNeutrinos sent from CERN to Gran Sasso respect the cosmic speed limit, 8 June 2012.、ニュートリノ到着信号に比べてクロック信号の到着が遅れることによるものであった。OPERAによって公表された公式の声明はニュートリノの速度にいかなる異常もないことを宣言し、したがってこの件は完全に解決済みであるが、この話の展開はコミュニティを立ち止まって考えさせることとなった。

2014年にBorexinoが初めて、太陽の主要な陽子-陽子核融合過程からのニュートリノを直接測定した。この結果はNatureに掲載されている。この測定値は、MSW理論で説明される太陽ニュートリノ振動の理論を加えたジョン・バーコールの標準太陽モデルから導き出される予測値と一致する。2020年にBorexinoは、巨星では一般的だが太陽では一般的ではない（太陽のエネルギー出力の1%にすぎない）CNOサイクルに由来する太陽ニュートリノも測定したFirst detection of solar neutrinos from the CNO cycle with Borexino, Indico-FNAL, 23 June 2020. 。この結果によりBorexinoは太陽および多くの主系列星の原動力となる2つの過程を両方とも解明した。

実験

参考文献

外部リンク

CNGS – CERN neutrino to Gran Sasso Slide Show　 ILIAS