CUORE (esperimento): differenze tra le versioni

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[[File:CUORE Cryostat Construction.jpg|miniatura|CUORE in costruzione nell'ottobre 2014.]]

{{S|fisica}}

'''CUORE''', abbreviazione di '''Cryogenic Underground Observatory for Rare Events''' (''Osservatorio Criogenicocriogenico Sotterraneosotterraneo per Eventieventi Rari''rari) è un [[esperimento]] di [[fisica nucleare]] situato presso i [[Laboratori Nazionalinazionali del Gran Sasso]] inaugurato il 23 ottobre 2017. L'esperimento {{chiarrie|inizieràha iniziato a raccogliere dati dalnel 2013|il 2013 è già passato}}[[2017]].

== Descrizione ==

Lo scopo di CUORE è osservare il [[doppio decadimento beta]] senza neutrini del ¹³⁰[[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<ref>{{Cita web|url=http://cuore.lngs.infn.it/it/Informazioni/fisica|titolo=Fisica {{!}} CUORE|sito=cuore.lngs.infn.it|accesso=2016-11-16}}</ref>.

UnCUORE è composto da 988 rivelatori [[bolometro|termici]], suddivisi in diciannove torri, ciascuna formata da tredici piani di quattro rivelatori ciascuno. Un rivelatore termico è costituito da un volume assorbitore, contenente la sorgente del decadimento che si desidera osservare, e da un sensore di temperatura; quando il nucleo di un atomo dellcostituente l'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<ref>{{Cita web|url=http://cuore.lngs.infn.it/it/Informazioni/rivelatori|titolo=Rivelatore {{!}} CUORE|sito=cuore.lngs.infn.it|accesso=2016-11-16}}</ref>.

Lo scopo di CUORE è osservare il [[doppio decadimento beta]] senza neutrini del ¹³⁰[[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.

OraNei rivelatori di CUORE l'assorbitore è un cristallo di [[paratellurite]] ([[Tellurio|Te]][[Ossigeno|O]]₂), che contiene il ¹³⁰Te (che ha un'[[abbondanza isotopica]] del 33.8%); il cristallo è cubico, di 5&nbsp;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. Il doppio decadimento beta senza neutrini del ¹³⁰Te comporta un rilascio di energia pari a 2527 [[Chiloelettronvolt|keV]], che si traduce, nei bolometricristalli 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 saràè 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<ref>{{Cita web|url=http://cuore.lngs.infn.it/it/Informazioni/criostato|titolo=Criostato {{!}} CUORE|sito=cuore.lngs.infn.it|accesso=2016-11-16}}</ref>.

CUORE sarà composto da 988 rivelatori di tipo [[bolometro|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.

La tecnica calorimetrica, proposta da [[Ettore Fiorini]] (precedente portavoce di CUORE) e da T. O. Niinikoski nel 1984<ref>{{Cita pubblicazione|nome=E.|cognome=Fiorini|data=1984-07-01|titolo=Low-temperature calorimetry for rare decays|rivista=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research|volume=224|numero=1|pp=83-88|accesso=2016-11-16|doi=10.1016/0167-5087(84)90449-6|nome2=T. O.|cognome2=Niinikoski}}</ref>, utilizzata per CUORE, è stata ampiamente testata in due importanti esperimenti pilota: [[MiDBD]] e [[Cuoricino (esperimento)|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 [[Assione|assioni]] solari, e altri decadimenti rari.

Nei bolometri di CUORE l'assorbitore è un cristallo di [[paratellurite]] ([[Tellurio|Te]][[Ossigeno|O]]₂), 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 elettrica|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 [[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.

La collaborazione dell'esperimento CUORE è formata principalmente da scienziati italiani e americani: vi partecipano le università di [[Università di Bologna|Bologna]], [[Università dell'Insubria|Como]], [[Università di Genova|Genova]], [[Università di Firenze|Firenze]], [[Università degli Studi di Milano-Bicocca|Università di Milano-Bicocca]] e [[Sapienza Università di Roma|La Sapienza di Roma]], l'università[[Università edella ilCalifornia politecnicoa dellaLos Angeles]] e il [[California Polytechnic State University]], l'università del [[SouthUniversità della Carolina del Sud]], del l'[[Università del Wisconsin]], e prestigiosi laboratori nazionali (i [[Laboratori Nazionalinazionali del Gran Sasso]], i [[Laboratorilaboratori Nazionalinazionali di Legnaro]] e i [[Laboratorilaboratori Nazionalinazionali di Frascati]]) e internazionali ([[Lawrence Berkeley National Laboratory]], [[Lawrence Livermore National Laboratory]]), nonché l'istituto di fisica applicata di [[Shanghai]]<ref>{{Cita web|url=http://cuore.lngs.infn.it/it/collaborazione|titolo=Collaborazione {{!}} CUORE|sito=cuore.lngs.infn.it|accesso=2016-11-16}}</ref>. L'esperimento è finanziato principalmentesoprattutto dall'[[INFNIstituto nazionale di fisica nucleare]]. (INFN).

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 (esperimento)|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.

== Note ==

La collaborazione dell'esperimento CUORE è formata principalmente da scienziati italiani e americani: vi partecipano le università di [[Università di Bologna|Bologna]], [[Università dell'Insubria|Como]], [[Università di Genova|Genova]], [[Università di Firenze|Firenze]], [[Università di Milano-Bicocca|Milano]] e [[Sapienza Università di Roma|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]].

<references />

== Collegamenti esterni ==

* [{{cita web|http://criocuore.miblngs.infn.it/wig/Cuorepage/CUORE.php |CUORE home page]}}

* [http{{cita web|https://arxiv.org/PS_cache/hep-ex/pdf/0501/0501010v1.pdf |proposal dell'esperimento CUORE]}}

* {{cita web | 1 = http://home.infn.it/it/comunicazione/news/1946-cuore-completata-l-istallazione-del-rivelatore | 2 = Comunicato stampa dell'INFN sul completamento dell'installazione del rivelatore | accesso = 10 novembre 2016 | dataarchivio = 11 novembre 2016 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20161111062815/http://home.infn.it/it/comunicazione/news/1946-cuore-completata-l-istallazione-del-rivelatore | urlmorto = sì }}

{{Portale|fisica}}

[[Categoria:Fisica nucleare]]

[[Categoria:Esperimenti disui fisica delle particelleneutrini]]

[[Categoria:Laboratori nazionali del Gran Sasso]]