Comprendere l’origine dell’asimmetria tra materia e antimateria nell’universo, chiarire le proprietà ancora elusive del neutrino e indagarne la natura profonda sono tra le sfide più ambiziose della fisica contemporanea. Una possibile via per affrontare questi interrogativi prevede lo studio di un rarissimo decadimento nucleare, previsto in specifici scenari teorici oltre il Modello Standard: il decadimento doppio beta senza emissione di neutrini.
Tale processo è legato a una teoria formulata da Ettore Majorana negli anni Trenta del Novecento; se osservato, implicherebbe che il neutrino sia una particella di Majorana, cioè indistinguibile dalla propria antiparticella. L’osservazione sperimentale di tale decadimento fornirebbe una prova diretta della violazione di un importante numero quantico, la carica leptonica, con profonde implicazioni per la fisica delle particelle e per la comprensione dell’origine cosmologica della predominanza della materia sull’antimateria.
In questa corsa al limite della fisica conosciuta, i protagonisti sono esperimenti internazionali altamente specializzati ed i più sensibili sono ospitati in varie parti del mondo. Questi progetti usano tecnologie all’avanguardia per determinare statisticamente l’evento di interesse tra miliardi di eventi detti di fondo.
L’esperimento CUPID (CUORE Upgrade with Particle IDentification) rappresenta il futuro di questa ricerca in Italia. In fase di realizzazione negli ambienti sotterranei dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, CUPID utilizzerà rivelatori criogenici in grado di misurare minuscole variazione di calore e deboli emissioni di luce a seguito delle interazioni delle particelle con i cristalli rivelatori di cui è composto. Grazie, infatti, a una sofisticata tecnologia e ad una tecnica di identificazione delle particelle molto efficace, CUPID sarà in grado di ridurre il rumore di fondo a livelli estremamente bassi.
Bibliografia:
https://www.lngs.infn.it/it/pagine/cupid-italian
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