El proyecto Neutrinos al Gran Sasso del CERN ( CNGS ) fue un proyecto de física de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). El objetivo del proyecto era analizar la hipótesis de la oscilación de neutrinos dirigiendo un haz de neutrinos desde las instalaciones del CERN al detector del experimento OPERA en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso (LNGS), ubicado en la montaña del Gran Sasso en Italia . La instalación del CNGS estaba alojada en un túnel que divergía de uno de los túneles de transferencia SPS-LHC, en la frontera franco - suiza cerca de Ginebra . [1] Utilizaba el acelerador Super Proton Synchrotron (SPS) como fuente de protones de alta energía .
El Consejo del CERN firmó la aprobación del proyecto CNGS en diciembre de 1999 [2] y la ingeniería civil del proyecto comenzó en septiembre del año siguiente [3] . La construcción de los túneles y las cavernas de servicio se completó a mediados de 2004, la instalación de los equipos se completó en el verano de 2005 y la puesta en servicio se llevó a cabo durante la primavera de 2006. El primer haz de protones se envió al objetivo el 11 de julio de 2006 y la instalación CNGS recibió la aprobación para las operaciones de física el 18 de agosto de 2006. CNGS dejó de funcionar en 2012. El túnel se reutilizó para el experimento AWAKE , que comenzó a funcionar en 2016.
Se tomó un haz de protones del SPS en400 GeV y se hace colisionar con un objetivo de grafito dentro del túnel CNGS. Las partículas resultantes, sobre todo kaones y piones entre muchas otras partículas, se enfocaron luego mediante lentes magnéticas y viajaron 1 kilómetro (0,62 mi) por el túnel CNGS en un tubo de vacío. Estas partículas son naturalmente inestables y sus productos de desintegración incluyen muones y neutrinos muónicos . Todas las partículas excepto los neutrinos (protones, muones, piones, kaones ...) se detienen cerca del final del túnel. Los neutrinos continúan su vuelo sin verse afectados, ya que rara vez interactúan con la materia. El número de muones se midió en este punto, lo que dio una indicación del perfil y la intensidad del haz. Luego, este haz pasó 732 kilómetros (455 mi) a través de la corteza de la Tierra y se espera que durante el vuelo algunos de los neutrinos muónicos se conviertan en otros tipos de neutrinos, como los neutrinos tau . [1] Una vez que el haz llegó al Gran Sasso, se utilizaron los experimentos OPERA e ICARUS para detectar los neutrinos.
Los primeros candidatos para la oscilación de neutrinos a neutrinos tau fueron anunciados en mayo de 2010 por el experimento OPERA. [4] En total se observaron cinco neutrinos tau, [5] consistentes con las expectativas de la teoría de la oscilación de neutrinos .
El 22 de septiembre de 2011, la colaboración OPERA obtuvo atención internacional cuando publicó una preimpresión [6] que informaba sobre la anomalía de neutrinos más rápidos que la luz , en la que se midió que los neutrinos viajaban, en promedio, a una velocidad más rápida que la de la luz . [7] El 24 de febrero de 2012, el equipo dijo que había descubierto dos problemas con su prueba anterior, lo que enturbiaba la validez del resultado anterior. [8] La preimpresión se ha modificado para tener en cuenta estos hechos y, de hecho, la medición de la velocidad de los neutrinos, allí informada, coincide con la velocidad de la luz.