El proyecto CERN Neutrinos to Gran Sasso ( CNGS ) fue un proyecto de física de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). El objetivo del proyecto era analizar la hipótesis de oscilación de neutrinos dirigiendo un haz de neutrinos desde las instalaciones del CERN al detector del experimento OPERA en el Laboratorio Nacional Gran Sasso (LNGS), ubicado en la montaña Gran Sasso en Italia . La instalación de CNGS estaba ubicada en un túnel que se separaba de uno de los túneles de transferencia SPS-LHC, en la frontera franco - suiza cercaGinebra . [1] Utilizaba el acelerador Super Proton Synchrotron (SPS) como fuente de protones de alta energía .
Historia
La aprobación del proyecto CNGS fue firmada por el Consejo del CERN en diciembre de 1999, [2] con ingeniería civil en el proyecto a partir de septiembre siguiente. [3] La construcción de los túneles y las cavernas de servicio se completó a mediados de 2004, la instalación del equipo 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, con el CNGS. La instalación fue aprobada para operaciones físicas el 18 de agosto de 2006. CNGS dejó de funcionar en 2012. El túnel se reutilizó para el experimento AWAKE , que entró en funcionamiento en 2016.
Función
Se tomó un haz de protones del SPS en400 GeV y se hace chocar 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 magnéticos y viajaron 1 kilómetro (0,62 millas) por el túnel de 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 ser afectados, ya que rara vez interactúan con la materia. En este punto se midió el número de muones, lo que dio una indicación del perfil y la intensidad del haz. Este haz después se pasa 732 kilómetros (455 mi) a través de la corteza de la Tierra y se espera que durante el vuelo algunos de convertir el muón neutrinos en otros tipos de neutrinos tales como neutrinos tau . [1] Una vez que el rayo llegó al Gran Sasso, se utilizaron los experimentos OPERA e ICARUS para detectar los neutrinos.
Resultados
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] en consonancia con las expectativas de la teoría de la oscilación de neutrinos .
El 22 de septiembre de 2011, la colaboración de OPERA atrajo la atención internacional cuando publicaron un preimpreso [6] que informaba de la anomalía de los neutrinos más rápidos que la luz , en la que se midió que los neutrinos viajaban, en promedio, a una velocidad más rápida que la luz . [7] El 24 de febrero de 2012, el equipo dijo que había descubierto dos problemas con su prueba anterior, enturbiando la validez del resultado anterior. [8] La preimpresión ha sido modificada para tener en cuenta estos hechos y, de hecho, la medición de la velocidad del neutrino, allí informada, concuerda con la velocidad de la luz.
Referencias
- ^ a b "Descripción general del proyecto CERN para un haz de neutrinos" (PDF) .
- ^ "Resumen del proyecto CNGS" .
- ^ "Neutrinos del CERN al Gran Sasso (CNGS): primer haz" (PDF) .
- ^ "Embargo de Tau Neutrino" (PDF) .
- ^ O'Luanaigh, C. (6 de octubre de 2015). "OPERA detecta su quinto neutrino tau" . Consultado el 8 de febrero de 2017 .
- ^ T. Adam y col. (Colaboración OPERA) (22 de septiembre de 2011). "Medida de la velocidad del neutrino con el detector OPERA en el haz de CNGS". Revista de Física de Altas Energías . 2012 (10): 93. arXiv : 1109.4897 . Código bibliográfico : 2012JHEP ... 10..093A . doi : 10.1007 / JHEP10 (2012) 093 .
- ^ "Los experimentos con la velocidad de la luz dan resultados desconcertantes en el Cern" . BBC . 22 de septiembre de 2011.
- ^ "Los neutrinos más rápidos que la luz podrían deberse a un cableado defectuoso" . BBC News . 23 de febrero de 2012.
enlaces externos
- Sitio web oficial del proyecto CNGS
- Sitio web oficial del experimento OPERA
- Sitio web oficial del experimento ICARUS