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Large-Volume Electron Spectroscopy for Neutrino Mass Measurement

Descripción del proyecto

Pesar las partículas más ligeras conocidas

Los neutrinos, que antes se creía que no tenían masa, deben tener masa para explicar las oscilaciones de neutrinos. Su masa absoluta aún es desconocida y se requiere el desarrollo de nuevas tecnologías para superar los límites actuales de sensibilidad experimental. Determinar la masa de los neutrinos es clave tanto para la física de partículas como para la cosmología. Financiado por el CEI, el equipo del proyecto NuMass aborda este desafío con un detector de cavidad resonante diseñado para una precisión sin precedentes. Con el sistema se atrapará tritio atómico neutro y se detectarán los electrones de desintegración beta utilizando espectroscopia de emisión de radiación ciclotrónica. Al amplificar la radiación de electrones dentro de una cavidad de un metro cúbico, aumentará simultáneamente el volumen sensible y la precisión. En NuMass también se proporcionarán nuevas herramientas para la investigación de átomos ultrafríos y tecnologías de medición de precisión.

Objetivo

Neutrinos, assumed massless in the Standard Model of particle physics, must have masses to explain the observation of neutrino oscillations. However, the absolute neutrino mass scale remains elusive. Laboratory measurements using tritium beta decay provide the most direct and model-independent means of determining neutrino mass. Yet, current experiments utilizing molecular tritium sources face fundamental sensitivity limits. This project aims to develop a groundbreaking resonant cavity detector capable of performing neutrino mass measurements with unprecedented precision.
Within this project, I will develop and build a resonant cavity, laying the foundations for the next-generation neutrino mass measurement. The detector will simultaneously serve as a high- volume trap for neutral atomic tritium and as a detector for beta decay electrons. Utilizing cyclotron radiation emission spectroscopy (CRES) in a cubic-meter-scale cavity, this technique promises to significantly enhance sensitivity by resonantly amplifying the power of emitted radiation from trapped electrons, which has never been demonstrated. This will increase the CRES-sensitive volume by five orders of magnitude and reduce the power threshold for signal detection by four orders of magnitude, enabling high-precision measurements that could decisively determine the neutrino mass scale.
Beyond its critical role in advancing neutrino physics, this project will contribute innovative tools and methodologies to the ultracold atom community and other precision measurement fields. By overcoming existing technological barriers, this detector paves the way for revolutionary advancements in our understanding of fundamental particles.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2025-STG

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Institución de acogida

UNIVERSITEIT GENT
Aportación neta de la UEn
€ 1 499 500,00
Dirección
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Bélgica
Región
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 499 500,00

Beneficiarios (1)