CUPID-Mo tient ses promesses dans la quête de la double désintégration beta sans émission de neutrinos

Physique des neutrinos

Après un an de séjour dans le laboratoire souterrain de Modane, le démonstrateur CUPID-Mo, équipé de ses tous nouveaux bolomètres scintillants (1) en Li2MoO4, enchaine les records. Avec une masse monitorée équivalente à 1,2 kg de Mo an, le détecteur est déjà en mesure de surpasser en précision son prédécesseur NEMO qui a pourtant établi ses mesures avec 34,4 kg an. La limite mondiale pour la mesure de la période radioactive de la double désintégration beta sans émission de neutrinos (0νββ) (2), passe ainsi de 1,1 1024 à 1,4 1024 années, soit un gain d’environ 30%. Mieux encore, le bruit de fond à 3034 keV, énergie à laquelle l’événement 0νββ doit être perçu, n’est masquée par aucun bruit de fond. Le niveau de fond dépasse ainsi la valeur de l’expérience bolométrique de grande taille CUORE actuellement en prise de données au laboratoire souterrain de Gran Sasso. Enfin, la technologie du bolomètre scintillant, l’une des grandes nouveautés du démonstrateur, s’avère déterminante dans l’élimination du bruit alpha et gamma. A présent les cristaux vont continuer leur séjour à Modane pour une calibration finale dans la région d'intérêt. Les bolomètres scintillants de CUPID-Mo ont été retenus pour équiper la proposition de future expérience de grande envergure CUPID, qui pourrait être assemblée dans l’infrastructure cryogénique de CUORE après 2023.

 

(1) Capteur dont on mesure l’échauffement infinitésimal provoqué par l’absorption de particules. Il est dit scintillant quand s’il est transparent et que l’on peut y détecter en plus les phénomènes lumineux.

(2) La double désintégration beta sans émission de neutrinos d’un noyau correspond à une désintégration dans laquelle les deux neutrinos traditionnellement émis se seraient mutuellement annihilés. Si ce phénomène existe, il est sans doute très rare, mais sa mise en évidence aurait des conséquences importantes en physique des particules.

Zoom sur le spectre d'énergie dans la région d'intérêt où l'on peut voir qu'il n'y a aucun coups (zéro bruit de fond).
Zoom sur le spectre d'énergie dans la région d'intérêt où l'on peut voir qu'il n'y a aucun coups (zéro bruit de fond). /Image Collaboration CUPID-Mo

Contact

Berrie Giebels
DAS Astroparticules et cosmologie
Emmanuel Jullien
Responsable de la cellule communication de l'IN2P3
Andrea Giuliani
Directeur de recherche à IJCLab Porte-parole de la collaboration CUPID-Mo