| 1. Les fondements scientifiques du projet CNGS |
| Le premier faisceau de neutrinos au CERN a été construit au début
des années 1960. En 1973, la chambre à bulles "Gargamelle" dans le faisceau de
neutrinos au PS1 a permis au CERN de faire l'une des plus importantes découvertes, appelée
« l'interaction à courant neutre »: les neutrinos peuvent interagir avec une
autre particule tout en restant des neutrinos.
A ce jour, toutes ces expériences de neutrinos étaient limitées au périmètre du site de Meyrin du CERN, donc à des distances relativement petites. Or, une découverte récente au Japon indique qu'une transformation du « caractère » des neutrinos - une oscillation entre deux types de neutrinos - pourrait se produire si on permettait à ces particules un temps de vol (donc une trajectoire) suffisamment long. Pour confirmer qu'il s'agit réellement d'une oscillation de neutrinos et approfondir les nouveaux résultats, il s'agit donc de relier, pour la première fois, un faisceau de particules (des neutrinos) du CERN à des détecteurs situés loin de ce dernier. |
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| Figure 2: Illustration des oscillations nm -- nt (un faisceau pur de nm est produit au CERN en direction du Gran Sasso) |
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| 1.2 Le laboratoire souterrain du Gran
Sasso (Italie)
Construit au début des années 1980, le laboratoire souterrain du Gran Sasso (LNGS), situé à 120 kilomètres de Rome, fait partie des installations de l'INFN, l'institut italien pour la recherche en physique des particules et en physique nucléaire. Dans ce laboratoire, une série impressionnante d'expériences de physique fondamentale a déjà été effectuée. Les expériences avec des neutrinos ont déjà une place importante dans le programme de la recherche du LNGS: par exemple, les neutrinos produits par des rayons cosmiques dans l'atmosphère ont été étudiés (voir Figure 3). Protégées des muons liés aux rayons cosmiques par 1400 mètres de rocher, les trois grandes cavernes (voir Figure 4) de ce laboratoire se prêtent d'une manière idéale à des expériences cherchant des signaux faibles provenant du passage d'une particule rare. Dans la phase de conception du LNGS, en 1979 déjà, les cavernes ont été orientées vers Genève en vue d'une possible expérience avec un faisceau de |
| 1 PS, "synchrotron à protons", accélérateur construit au CERN en 1959, avec une énergie des protons de 28 GeV; c'était à l'époque l'accélérateur le plus puissant. Aujourd'hui encore, il sert de pré-accélérateur pour le SPS ("Super Proton Synchrotron"). |
