Descrizione del progetto
BINGO! Nessun neutrino dove ce ne sarebbero dovuti essere due!
Il modello standard della fisica delle particelle è la descrizione «standard» del nostro universo dagli anni settanta; ciononostante, malgrado tutti i suoi dettagli, lascia aperte alcune importanti questioni. Le 12 particelle di materia, sei quark e sei leptoni, sono tutte dotate di una particella «antimateria» ciascuna: quando tali particelle antagoniste si incontrano, si annientano a vicenda. Le antiparticelle sono simili sia per l’aspetto che per il comportamento alle particelle, ma sono dotate di carica elettrica opposta, o almeno ciò è quanto si crede. Tre dei leptoni sono neutrini di diversa tipologia: particelle neutre prive di carica elettrica, il che rende ulteriormente più complessa la teoria delle antiparticelle. Prove indirette suggeriscono che i neutrini potrebbero essere le loro stesse antiparticelle. L’osservazione del cosiddetto doppio decadimento beta senza neutrini fornirebbe una prova di ciò, dato che dimostra l’assenza di neutrini dove ce ne sarebbero dovuti essere due. Il progetto BINGO, finanziato dall’UE, sta sviluppando un prototipo di un rilevatore altamente sensibile per un futuro esperimento con le particelle i cui risultati potrebbero portare a una nuova era della fisica.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
75015 PARIS 15
Francia