Проект CERN Neutrinos to Gran Sasso ( CNGS ) был физическим проектом Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN). Целью проекта был анализ гипотезы осцилляций нейтрино путем направления пучка нейтрино из установок CERN на детектор эксперимента OPERA в Национальной лаборатории Гран-Сассо (LNGS), расположенной в горах Гран-Сассо в Италии . Установка CNGS была размещена в туннеле , который ответвлялся от одного из переходных туннелей SPS–LHC на франко - швейцарской границе недалеко от Женевы . [1] В качестве источника высокоэнергетических протонов она использовала ускоритель Super Proton Synchrotron (SPS) .
Одобрение проекта CNGS было подписано Советом ЦЕРН в декабре 1999 года [2] , а гражданское строительство по проекту началось в сентябре следующего года [3] . Строительство туннелей и служебных пещер было завершено в середине 2004 года, установка оборудования была завершена летом 2005 года, а ввод в эксплуатацию проводился в течение весны 2006 года. Первый протонный пучок был отправлен на цель 11 июля 2006 года, а установка CNGS была одобрена для физических операций 18 августа 2006 года. CNGS прекратил работу в 2012 году. Затем туннель был перепрофилирован для эксперимента AWAKE , который начал функционировать в 2016 году.
Протонный пучок был взят из SPS в400 ГэВ и сталкивается с графитовой мишенью в туннеле CNGS. Полученные частицы, наиболее важные каоны и пионы среди многих других частиц, затем фокусируются магнитным линзированием и пролетают 1 километр (0,62 мили) по туннелю CNGS в вакуумной трубке. Эти частицы по своей природе нестабильны, и их продукты распада включают мюоны и мюонные нейтрино . Все частицы, кроме нейтрино (протоны, мюоны, пионы, каоны...), останавливаются около конца туннеля. Нейтрино продолжают свой полет без изменений, поскольку они редко взаимодействуют с веществом. В этой точке измерялось количество мюонов, что дало представление о профиле и интенсивности пучка. Затем этот пучок прошел 732 километра (455 миль) через кору Земли , и ожидается, что во время полета некоторые из мюонных нейтрино преобразуются в другие типы нейтрино, такие как тау-нейтрино . [1] После того, как луч достиг Гран-Сассо, для обнаружения нейтрино использовались эксперименты OPERA и ICARUS .
Первые кандидаты на роль нейтринных осцилляций в тау-нейтрино были объявлены в мае 2010 года в ходе эксперимента OPERA. [4] Всего было обнаружено пять тау-нейтрино, [5] что соответствует ожиданиям теории нейтринных осцилляций .
22 сентября 2011 года группа ученых OPERA привлекла международное внимание, когда выпустила препринт [6], в котором сообщалось об аномалии нейтрино, движущихся быстрее скорости света , когда было измерено, что нейтрино в среднем движутся со скоростью, превышающей скорость света. [7] 24 февраля 2012 года группа заявила, что обнаружила две проблемы в своем предыдущем тесте, что ставит под сомнение обоснованность предыдущего результата. [8] Препринт был изменен с учетом этих фактов, и действительно, измерение скорости нейтрино, о котором там сообщалось, согласуется со скоростью света.