Ricerc@Sapienza

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.