El experimento CUPID-0 ha demostrado una nueva tecnología de detección que apunta a la desintegración doble beta sin neutrinos

Por: Michael Schirber

(APS)-El equipo detrás de CUPID-0, un experimento de neutrinos que usó un nuevo tipo de detector de calor de precisión, ha publicado sus resultados finales [ 1 ]. Los hallazgos continúan la racha actual de física de partículas de no ver desintegraciones beta dobles sin neutrinos. Estas desintegraciones están en el centro de la investigación actual sobre neutrinos, ya que su detección implicaría que los neutrinos son su propia antipartícula. La no detección de CUPID-0 mejora, por un factor de 20, las limitaciones de los detectores anteriores que utilizan el mismo material objetivo de desintegración nuclear.

El experimento CUPID-0, ubicado en el Laboratorio Nacional Gran Sasso del Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) en Italia, buscó desintegraciones beta dobles sin neutrinos en el selenio-82. Se sabe que este isótopo se desintegra por desintegración doble beta «normal», en la que dos neutrones en su núcleo se transforman en dos protones, emitiendo dos electrones y dos neutrinos en el proceso. La colaboración midió el espectro de desintegraciones de selenio-82 en muestras de cristal y buscó un pico que señale desintegraciones sin neutrinos acompañantes.

Para estas mediciones, los investigadores utilizaron bolómetros centelleantes, una tecnología desarrollada recientemente, que combina sensores de calor que pueden identificar eventos de desintegración únicos y sensores de luz que pueden discriminar las desintegraciones beta, de otros tipos de desintegraciones nucleares.

A pesar de ser aproximadamente una décima parte del tamaño de otros detectores, el experimento CUPID-0 de 10 kg logró una sensibilidad de medición relativamente alta. “Este resultado abre la puerta para el sucesor de CUPID-0 (CUPID), que escalará la tecnología al nivel de un detector de escala de toneladas”, dice Laura Cardani, miembro del equipo de CUPID-0.

Referencias

  1. Azzolini et al. , «Resultado final sobre la desintegración beta doble sin neutrinos de 82 Se con CUPID-0», Phys. Rev. Lett. 129 , 111801 (2022) .