Universe (Aug 2020)
The NUMEN Heavy Ion Multidetector for a Complementary Approach to the Neutrinoless Double Beta Decay
- Paolo Finocchiaro,
- Luis Acosta,
- Clementina Agodi,
- Carmen Altana,
- Paulina Amador-Valenzuela,
- Ismail Boztosun,
- Sandro Brasolin,
- Giuseppe A. Brischetto,
- Oscar Brunasso,
- Salvatore Calabrese,
- Luciano Calabretta,
- Daniela Calvo,
- Vittoria Capirossi,
- Francesco Cappuzzello,
- Diana Carbone,
- Manuela Cavallaro,
- Efrain R. Chávez Lomeli,
- Irene Ciraldo,
- Grazia D’Agostino,
- Franck Delaunay,
- Haris Djapo,
- Carlo Ferraresi,
- Maria Fisichella,
- David C. Flechas Garcia,
- Felice Iazzi,
- Laura La Fauci,
- Gaetano Lanzalone,
- Francesco La Via,
- Roberto Linares,
- Nilberto H. Medina,
- Paulo Mereu,
- Mauricio Moralles,
- Josè R. B. Oliveira,
- Luciano Pandola,
- Alfio Pappalardo,
- Horia Petrascu,
- Federico Pinna,
- Antonio D. Russo,
- Diego Sartirana,
- Onoufrios Sgouros,
- Selcuk Oktay Solakci,
- Vasilis Soukeras,
- Alessandro Spatafora,
- Domenico Torresi,
- Salvatore Tudisco,
- Aydin Yildirim,
- Vinicius A. B. Zagatto
Affiliations
- Paolo Finocchiaro
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Luis Acosta
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 04510, Mexico
- Clementina Agodi
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Carmen Altana
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Paulina Amador-Valenzuela
- Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, Ocoyoacac 52750, Mexico
- Ismail Boztosun
- Department of Physics, Akdeniz University, 07058 Antalya, Turkey
- Sandro Brasolin
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Giuseppe A. Brischetto
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Oscar Brunasso
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Salvatore Calabrese
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Luciano Calabretta
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Daniela Calvo
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Vittoria Capirossi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Francesco Cappuzzello
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Diana Carbone
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Manuela Cavallaro
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Efrain R. Chávez Lomeli
- Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 04510, Mexico
- Irene Ciraldo
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Grazia D’Agostino
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Franck Delaunay
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Haris Djapo
- Institute of Accelerator Technologies, Ankara University, 06830 Ankara, Turkey
- Carlo Ferraresi
- DIMEAS, Politecnico di Torino, 10129 Torino, Italy
- Maria Fisichella
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- David C. Flechas Garcia
- Instituto de Fisica, Universidade de Sao Paulo, Sao Paulo 05508-090, Brazil
- Felice Iazzi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Laura La Fauci
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Gaetano Lanzalone
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Francesco La Via
- CNR-IMM, Sezione di Catania, 95100 Catania, Italy
- Roberto Linares
- Instituto de Fisica, Universidade Federal Fluminense, Niteroi 24220-900, Brazil
- Nilberto H. Medina
- Instituto de Fisica, Universidade de Sao Paulo, Sao Paulo 05508-090, Brazil
- Paulo Mereu
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Mauricio Moralles
- Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares IPEN/CNEN, Sao Paulo 05508-000, Brazil
- Josè R. B. Oliveira
- Instituto de Fisica, Universidade de Sao Paulo, Sao Paulo 05508-090, Brazil
- Luciano Pandola
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Alfio Pappalardo
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Horia Petrascu
- IFIN-HH, 077125 Magurele, Romania
- Federico Pinna
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Antonio D. Russo
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Diego Sartirana
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Onoufrios Sgouros
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Selcuk Oktay Solakci
- Department of Physics, Akdeniz University, 07058 Antalya, Turkey
- Vasilis Soukeras
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Alessandro Spatafora
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Domenico Torresi
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Salvatore Tudisco
- Laboratori Nazionali del Sud, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 95123 Catania, Italy
- Aydin Yildirim
- Department of Physics, Akdeniz University, 07058 Antalya, Turkey
- Vinicius A. B. Zagatto
- Instituto de Fisica, Universidade Federal Fluminense, Niteroi 24220-900, Brazil
- DOI
- https://doi.org/10.3390/universe6090129
- Journal volume & issue
-
Vol. 6,
no. 9
p. 129
Abstract
Neutrinos are so far the most elusive known particles, and in the last decades many sophisticated experiments have been set up in order to clarify several questions about their intrinsic nature, in particular their masses, mass hierarchy, intrinsic nature of Majorana or Dirac particles. Evidence of the Neutrinoless Double-Beta Decay (NDBD) would prove that neutrinos are Majorana particles, thus improving the understanding of the universe itself. Besides the search for several large underground experiments for the direct experimental detection of NDBD, the NUMEN experiment proposes the investigation of a nuclear mechanism strongly linked to this decay: the Double Charge Exchange reactions (DCE). As such reactions share with the NDBD the same initial and final nuclear states, they could shed light on the determination of the Nuclear Matrix Elements (NMEs), which play a relevant role in the decay. The physics of DCE is described elsewhere in this issue, while the focus of this paper will be on the challenging experimental apparatus currently under construction in order to fulfil the requirements of the NUMEN experiment. The overall structure of the technological improvement to the cyclotron, along with the newly developed detection systems required for tracking and identifying the reaction products and their final excitation level are described.
Keywords