Nel campo della fisica delle particelle il neutrino ha assunto una grandissima importanza negli ultimi anni, grazie alla scoperta della sua natura massiva. La natura stessa della sua massa (Majorana o Dirac) gioca un ruolo cruciale non solo in fisica del neutrino ma in tutto il quadro delle interazioni fondamentali delle particelle elementari e in cosmologia. Il solo modo di decidere tra le due possibilità, è lo studio del decadimento doppio beta senza emissione di neutrini che può avvenire solo nel caso di massa di Majorana.
Una delle tecniche più potenti per lo studio di questo difficile problema è quella bolometrica. I bolometri sono rivelatori di particelle operanti a temperature molto basse che provvedono una ottima risoluzione energetica, soglie molto basse e una scelta tra materiali più ampia di altri rivelatori convenzionali. Sono dei calorimetri ideali, capaci di termalizzare l'intera energia rilasciata da una particella.. I bolometrici scintillanti , leaders in questa campo, mirano alla discriminazione totale del fondo attraverso la rivelazione simultanea di luce e calore.
Questo progetto si propone la caratterizzazione delle proprietà ottiche dci cristalli di Li2MoO4 usati come bolometri scintillanti e della loro luce di scintillazione in funzione della temperature. Queste verranno utilizzate per trovare la configurazione sperimentale che garantisce la miglior raccolta di luce che verrà successivamente testato in un run in un crostato a bassissima radioattività.
La ricerca del neutrino di Majorana rappresenta uno dei campi più attivi nello studio delle interazione fondamentali. APPEC (Astroparticle Physics European Coordination) in Europa e NSAC (Nuclear Science Advisory Committee, NSAC) negli Stati Uniti stanno coordinando lo sforzo dei paesi occidentali nel definire le strategie per gli esperimenti di prossima generazione. Sono al vaglio varie tecniche sperimentali e più di una saranno perseguite per avere robustezza del risultato in caso di scoperta. La tecnica bolometrica è tra le più promettenti ed ha una consolidata esperienza in Italia. Un esperimento con ~1500 rivelatori criogenici di Li2MoO4 è stato proposto da una comunità internazionale. Per raggiungere il programma di fisica proposto ed essere l'esperimento leader nel campo, bisogna però dimostrare che si è capaci di ridurre il fondo a livelli trascurabili. Questo progetto si inserisce in questo contesto e mira all' ottimizzazione delle prestazioni dei rivelatori. Il gruppo proponente possiede le competenze per portarlo a compimento.
L'esperimento futuro (CUPID), 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.
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.