Descripción del proyecto
¡BINGO! No hay ningún neutrino donde debería haber dos
El Modelo Estándar de la física de partículas ha sido la descripción «estándar» de nuestro universo desde los años setenta del siglo pasado; a pesar de que, con todo sus detalles, deja abiertos algunos temas importantes. Las doce partículas de la materia, seis quarks y seis leptones, tienen una partícula de «antimateria» correspondiente; cuando estas partículas entran en contacto, se aniquilan mutuamente. La antipartícula se parece y se comporta como la partícula, pero con una carga opuesta; o así debería ser. Tres de los leptones son neutrinos de diferente tipo: partículas neutras sin carga, lo cual complica todavía más la teoría de las antipartículas. Pruebas indirectas sugieren que los neutrinos podrían ser sus propias antipartículas. La observación de la desintegración doble beta sin neutrinos demostraría la presencia de este fenómeno, puesto que no hay ningún neutrino cuando tendría que haber dos de ellos. El proyecto BINGO, financiado con fondos europeos, trabaja en el desarrollo del prototipo de un detector muy sensible para un próximo experimento de partículas cuyos resultados podrían abrir la puerta a una nueva física.
Objetivo
BINGO will set the grounds for a large-scale bolometric experiment searching for neutrinoless double beta decay with a background index of about 10-5 counts/(keV kg y) and with very high energy resolution – of the order of 1.5‰ – in the region of interest. These features will enable a search for lepton number violation with unprecedented sensitivity. The BINGO approach can lead to the demonstration of the Majorana nature of neutrino even in the unfavourable case of direct ordering of neutrino masses.
BINGO is based on luminescent bolometers for the rejection of the dominant alpha surface background. It will focus on two extremely promising isotopes – 100Mo and 130Te – that have complementary merits and deserve to be both considered for future large-scale searches.
The project will bring three original ingredients to the well-established technology of hybrid heat-light bolometers: i) the light-detector sensitivity will be increased by an order of magnitude thanks to Neganov-Luke amplification; (ii) a revolutionary detector assembly will reduce the total surface radioactivity contribution by at least one order of magnitude; (iii) for the first time in an array of macrobolometers, an internal active shield, based on ultrapure ZnWO4 scintillators with bolometric light readout, will suppress the external gamma background. These challenging technologies will be extensively tested in a two-isotope demonstrator, dubbed MINI‑BINGO, which will be located in an underground laboratory in a dedicated cryogenic infrastructure built with ERC funds.
The BINGO approach can be implemented in the next-generation search CUPID, a proposed follow up of the CUORE experiment. BINGO can improve dramatically the sensitivity of CUPID, using two isotopes at the same time and providing the demonstration of its background goal. Subsequently, the intrinsic modularity of the bolometric technique would make sensible to proceed to further expansions, capable of penetrating the direct-ordering band.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-COG - Consolidator GrantInstitución de acogida
75015 PARIS 15
Francia