CUORE (esperimento): differenze tra le versioni
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'''CUORE''', abbreviazione di '''Cryogenic Underground Observatory for Rare Events''' (Osservatorio Criogenico Sotterraneo per Eventi Rari) è un esperimento di [[fisica nucleare]] situato presso i [[Laboratori Nazionali del Gran Sasso]]. L'esperimento, {{chiarire|attualmente}} in costruzione, inizierà a prendere dati dal 2013. |
'''CUORE''', abbreviazione di '''Cryogenic Underground Observatory for Rare Events''' (''Osservatorio Criogenico Sotterraneo per Eventi Rari'') è un [[esperimento]] di [[fisica nucleare]] situato presso i [[Laboratori Nazionali del Gran Sasso]]. L'esperimento, {{chiarire|attualmente}} in costruzione, inizierà a prendere dati dal 2013. |
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Lo scopo di CUORE è osservare il [[doppio decadimento beta]] senza neutrini del <sup>130</sup>[[Tellurio|Te]], una trasformazione nucleare estremamente rara, possibile solo se il [[neutrino]] è una [[Particelle_di_Majorana|particella di Majorana]] con massa non nulla. L'osservazione di questo decadimento permetterebbe dunque di stabilire se il neutrino e la sua [[antiparticella]] coincidono, diversamente da quel che accade per tutte le altre particelle elementari note in natura, e darebbe informazioni preziose sul valore della massa del neutrino stesso, che tuttora è ignota. |
Lo scopo di CUORE è osservare il [[doppio decadimento beta]] senza neutrini del <sup>130</sup>[[Tellurio|Te]], una trasformazione nucleare estremamente rara, possibile solo se il [[neutrino]] è una [[Particelle_di_Majorana|particella di Majorana]] con massa non nulla. L'osservazione di questo decadimento permetterebbe dunque di stabilire se il neutrino e la sua [[antiparticella]] coincidono, diversamente da quel che accade per tutte le altre particelle elementari note in natura, e darebbe informazioni preziose sul valore della massa del neutrino stesso, che tuttora è ignota. |
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Un bolometro è costituito da un volume assorbitore, contenente la sorgente del decadimento che si desidera osservare, e da un sensore di temperatura; quando un atomo dell'assorbitore subisce una trasformazione, tutta l'[[energia]] che si libera viene rilasciata nell'assorbitore stesso, causando un aumento della sua temperatura. La variazione di temperatura, che è proporzionale all'energia rilasciata, viene poi misurata dal sensore. |
Un bolometro è costituito da un volume assorbitore, contenente la sorgente del decadimento che si desidera osservare, e da un sensore di temperatura; quando un atomo dell'assorbitore subisce una trasformazione, tutta l'[[energia]] che si libera viene rilasciata nell'assorbitore stesso, causando un aumento della sua temperatura. La variazione di temperatura, che è proporzionale all'energia rilasciata, viene poi misurata dal sensore. |
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Nei bolometri di CUORE l'assorbitore è un cristallo di [[paratellurite]] ([[Tellurio|Te]][[Ossigeno|O]]<sub>2</sub>), che contiene il <sup>130</sup>Te (che ha un'[[abbondanza isotopica]] del 33.8%); il cristallo è cubico, di 5 cm di lato, con massa pari a 790 g. Il sensore è un termistore di Germanio (Ge) drogato per trasmutazione neutronica (NTD), un elemento la cui [[Resistenza elettrica|resistenza]] varia molto con il variare della temperatura. |
Nei bolometri di CUORE l'assorbitore è un cristallo di [[paratellurite]] ([[Tellurio|Te]][[Ossigeno|O]]<sub>2</sub>), che contiene il <sup>130</sup>Te (che ha un'[[abbondanza isotopica]] del 33.8%); il cristallo è cubico, di 5 cm di lato, con massa pari a 790 g. Il sensore è un termistore di Germanio (Ge) drogato per trasmutazione neutronica (NTD), un elemento la cui [[Resistenza elettrica|resistenza]] varia molto con il variare della temperatura. |
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Ora, il doppio decadimento beta senza neutrini del <sup>130</sup>Te comporta un rilascio di energia pari a 2527 [[keV]], che si traduce, nei bolometri di CUORE, in una variazione di temperatura dell'ordine del decimo di [[Kelvin|milliKelvin]]. Per osservare un innalzamento di temperatura tanto piccolo, i rivelatori di CUORE dovranno operare a temperature bassissime, prossime allo [[zero assoluto]]; questo sarà possibile grazie a un potente [[criostato a diluizione]] espressamente progettato per raffreddare l'intera massa dei rivelatori (dell'ordine di una tonnellata) a una temperatura di circa 10 mK. |
Ora, il doppio decadimento beta senza neutrini del <sup>130</sup>Te comporta un rilascio di energia pari a 2527 [[keV]], che si traduce, nei bolometri di CUORE, in una variazione di temperatura dell'ordine del decimo di [[Kelvin|milliKelvin]]. Per osservare un innalzamento di temperatura tanto piccolo, i rivelatori di CUORE dovranno operare a temperature bassissime, prossime allo [[zero assoluto]]; questo sarà possibile grazie a un potente [[criostato a diluizione]] espressamente progettato per raffreddare l'intera massa dei rivelatori (dell'ordine di una tonnellata) a una temperatura di circa 10 mK. |
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Versione delle 22:24, 11 apr 2013
CUORE, abbreviazione di Cryogenic Underground Observatory for Rare Events (Osservatorio Criogenico Sotterraneo per Eventi Rari) è un esperimento di fisica nucleare situato presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso. L'esperimento, attualmente[non chiaro] in costruzione, inizierà a prendere dati dal 2013.
Descrizione
Lo scopo di CUORE è osservare il doppio decadimento beta senza neutrini del 130Te, una trasformazione nucleare estremamente rara, possibile solo se il neutrino è una particella di Majorana con massa non nulla. L'osservazione di questo decadimento permetterebbe dunque di stabilire se il neutrino e la sua antiparticella coincidono, diversamente da quel che accade per tutte le altre particelle elementari note in natura, e darebbe informazioni preziose sul valore della massa del neutrino stesso, che tuttora è ignota.
CUORE sarà composto da 988 rivelatori di tipo bolometrico, suddivisi in diciannove torri, ciascuna formata da tredici piani di quattro rivelatori ciascuno. Un bolometro è costituito da un volume assorbitore, contenente la sorgente del decadimento che si desidera osservare, e da un sensore di temperatura; quando un atomo dell'assorbitore subisce una trasformazione, tutta l'energia che si libera viene rilasciata nell'assorbitore stesso, causando un aumento della sua temperatura. La variazione di temperatura, che è proporzionale all'energia rilasciata, viene poi misurata dal sensore.
Nei bolometri di CUORE l'assorbitore è un cristallo di paratellurite (TeO2), che contiene il 130Te (che ha un'abbondanza isotopica del 33.8%); il cristallo è cubico, di 5 cm di lato, con massa pari a 790 g. Il sensore è un termistore di Germanio (Ge) drogato per trasmutazione neutronica (NTD), un elemento la cui resistenza varia molto con il variare della temperatura. Ora, il doppio decadimento beta senza neutrini del 130Te comporta un rilascio di energia pari a 2527 keV, che si traduce, nei bolometri di CUORE, in una variazione di temperatura dell'ordine del decimo di milliKelvin. Per osservare un innalzamento di temperatura tanto piccolo, i rivelatori di CUORE dovranno operare a temperature bassissime, prossime allo zero assoluto; questo sarà possibile grazie a un potente criostato a diluizione espressamente progettato per raffreddare l'intera massa dei rivelatori (dell'ordine di una tonnellata) a una temperatura di circa 10 mK.
La tecnica bolometrica, proposta da E. Fiorini (precedente spokesman di CUORE) e da T. Niinikovsky nel 1984, che sarà utilizzata per CUORE è stata ampiamente testata in due importanti esperimenti pilota: MiDBD e Cuoricino, che si è concluso nel giugno 2008. Oltre al doppio decadimento beta senza emissione di neutrini, CUORE potrà studiare anche la materia oscura fredda, la questione degli assioni solari, e altri rari decadimenti.
La collaborazione dell'esperimento CUORE è formata principalmente da scienziati italiani e americani: vi partecipano le università di Bologna, Como, Genova, Firenze, Milano e Roma, l'università e il politecnico della California, l'università del South Carolina, del Wisconsin, e prestigiosi laboratori nazionali (i Laboratori Nazionali del Gran Sasso, i Laboratori Nazionali di Legnaro e i Laboratori Nazionali di Frascati) e internazionali (Lawrence Berkeley National Laboratory, Lawrence Livermore National Laboratory), nonché l'istituto di fisica applicata di Shanghai. L'esperimento è finanziato principalmente dall'INFN.