1.3 CNGS - un faisceau de neutrinos de longue portée

Le projet CNGS, qui a déjà été évoqué dans l'Etude d'Impact du LHC (page 57), consiste à produire au CERN un faisceau de neutrinos (essentiellement de type n_m) dirigé vers le laboratoire du Gran Sasso. Un tel faisceau est généré à partir de collisions de protons avec les protons et neutrons dans une cible de graphite, en focalisant les particules produites (surtout les pions et les kaons) dans la direction désirée. La désintégration de ces particules, dans un tunnel sous vide d'environ un kilomètre de long, donne lieu au faisceau de neutrinos. Du fait de leur très faible probabilité d'interaction, la plus grande partie de ces neutrinos traversera la terre sans autre pour arriver au Gran Sasso.

Les pions et les kaons, comme les muons, sont des particules d'une durée de vie très courte, contrairement aux protons et aux électrons qui sont des constituants stables de la matière qui nous entoure. La désintégration en vol des pions et des kaons a lieu à des énergies élevées. Les produits de cette désintégration, muons et neutrinos, continuent de manière générale leur voyage dans la même direction que leurs "parents", pions ou kaons. Pour diriger les neutrinos dans la direction du Gran Sasso, il suffit donc de focaliser les pions et les kaons dans cette direction. La figure 6 montre l'implantation du projet.

Les calculs montrent qu'au Gran Sasso, à 732 km du CERN, le faisceau de neutrinos a un diamètre de deux kilomètres environ.

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