La natura del neutrino (Dirac o Majorana) rappresenta oggigiorno una delle problematiche fondamentali della fisica delle particelle elementari. La scoperta della natura di Majorana rappresenterebbe la prima evidenza della violazione del numero leptonico e consentirebbe di spiegare la piccolezza della massa del neutrino rispetto agli altri fermioni elementari e la prevalenza di materia sull¿antimateria nell¿universo attraverso il meccanismo della leptogenesi.
L'unico approccio sperimentale per dirimere tale questione è la ricerca del Decadimento Doppio Beta (DDB) senza emissione di neutrini. Gli esperimenti con calorimetri criogenici (bolometri), leader in questo campo, mirano alla discriminazione totale del fondo attraverso la rivelazione simultanea di luce e calore. Uno dei bolometri più promettenti è il cristallo di Li2MoO4 per via della sua ottima risoluzione energetica, radiopurezza intrinseca e della capacità di crescita di cristalli di grande massa.
Il fondo ineliminabile per questo cristallo è rappresentato dal pile-up di eventi provenenti dai DDB con emissioni di 2 neutrini (permesso dal Modello Standard) con se stesso. Poiché la risposta temporale del bolometro è dell¿ordine di decine di ms, la probabilità che due eventi sommino le loro energie e finiscano nella regione di interesse del segnale non è trascurabile. Tale fondo può essere ulteriormente ridotto facendo uso del rivelatori di luce, che hanno una riposta temporale più veloce rispetto ai bolometri. Questo progetto si prefigge di misurare lo spettro temporale della luminescenza del Li2MO4 a temperature criogeniche per poter caratterizzare il fondo ultimo degli esperimenti di prossima generazione.
La ricerca del neutrino di Majorana rappresenta uno dei campi più attivi nello studio delle interazione fondamentali. Sono state create delle commissioni negli Stati Uniti (Nuclear Science Advisory Committee, NSAC) ed in Europa (Astroparticle Physics European Coordination, APPEC), il cui scopo è di aiutare le agenzie finanziatrici nello sviluppare un road-map per esperimenti di futura generazione. Varie tecniche sperimentali sono perseguite ed ognuna fronteggia problemi diversi, La tecnica bolometrica è tra le candidate più promettenti ed ha una consolidata esperienza in Italia. Si sta formando una collaborazione internazionale che propone di costruire un rivelatore di 1000 bolometri di Li2MoO4. Per completare il programma di fisica proposto ed essere l¿esperimento leader nel campo, bisogna però dimostrare che si è capaci di ridurre il fondo ultimo indotto dal pile-up a livelli trascurabili. Questo progetto si inserisce in questo contesto e mira a caratterizzare tale fondo in maniera molto precisa. Il gruppo proponente questo progetto è l¿unico che già possiede la tecnologia per poterlo determinare grazie al funzionamento di rivelatori ad induttanza cinetica sviluppati per un caso di fisica diverso cioè la rivelazione di luce Cherenkov in cristalli di TeO2. L¿elevata risoluzione temporale di questi rivelatori consente infatti di caratterizzare lo spettro temporale della luminescenza del Li2MoO4 a temperature criogeniche.
Lo studio consentirà di capire in maniera definitiva l'entità del fondo ultimo dell¿esperimento futuro (CUPID) che, se finanziato, verrà ospitato presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso, il più grande laboratorio sotterraneo al mondo. Questo porrebbe l¿Italia all¿avanguardia della ricerca scientifica internazionale in questo settore.