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Le projet CNGS vise à éclairer quelques-uns des mystères entourant les neutrinos. Ces particules neutres et très légères, qui interagissent très peu avec la matière, existent sous trois formes ou saveurs: le neutrino de l’électron, le neutrino du muon et le neutrino du tau. Mais les neutrinos sont, semble-t-il, les caméléons du monde subatomique car ils peuvent passer d’une saveur à l’autre. Ce phénomène, appelé « oscillation », se produit lorsque les neutrinos parcourent de longues distances à travers la matière. Il intéresse les chercheurs car il est directement lié à la masse infime de ces particules.
Le projet CNGS consiste à envoyer des neutrinos du muon en direction du laboratoire du Gran Sasso (LNGS), en Italie ; après un parcours de 732 km, les particules traversent deux expériences, OPERA et ICARUS, qui s’efforcent de découvrir les neutrinos du tau issus des neutrinos du muon. Pour produire le faisceau de neutrinos, un faisceau de protons du SPS du CERN est envoyé sur une cible en graphite, la collision générant des particules appelées pions et kaons. Ces particules sont focalisées en un faisceau parallèle et orientées par un système de deux lentilles magnétiques vers l'Italie, puis se désintègrent en muons et en neutrinos du muon à l'intérieur d’un tunnel d’un kilomètre de long. A la sortie de ce tunnel de désintégration, un bloc de graphite et de métal de 18 mètres d’épaisseur absorbe les protons restants, ainsi que les pions et kaons qui ne se sont pas désintégrés. Comme la roche bloque le passage des muons, seuls les neutrinos du muon poursuivent leur voyage souterrain jusqu'au laboratoire du Gran Sasso.
