Ettore Fiorini Commissione II Il doppio beta e CUORE Office of Nuclear Physics Office of Science CD-1, Approve Alternative Selection and Cost Range for US Cryogenic Underground Observatory for Rare Events (US CUORE) (Project MIE-DBD) at Lawrence Berkeley National Laboratory Approvato dal DOE CD1 => ma…

-CUORICINO e il suo futuro=> CUORE0 -Nuova valutazione degli elementi di matrice -Uno studio su possibili picchi spuri -Problemi tecnici e fondi su: 1.Il rivelatore 2.La pulizia del rame 3.L’assemblaggio di CUORE 4.Un CUORE ed una capanna 5La camera (o meglio le camere) pulite 6Il refrigeratore ed il Dewar finale 7Cristalli e fondi USA 8CUORE0 2 laboratori nazionali 6 Universita’ (Bologna) 2 universita’ in Europa 2 laboratori nazionali e 7 Universita’ negli USA La Siccas e la SINAP in Cina La collaborazione

MOON CUORE NEMO MAJORANA GERDA EXO CUORICINO 2 P 1/2 4 D 3/2 2 S 1/2 493 nm 650 nm metastable47s Situazione sperimentale nel mondo

La situazione teorica : Nuova valutazione delle matrici 1/T = G  x |M  0 | 2 x | | 2 Due calcoli basati su dati sperimentali (decadimento beta singolo e doppio con due neutrini) Erratum di V.Rodin et al NucleusT 0n (y)Rodin oldCivitRodin (New) 48 Ca>1.4x Ge>1.9x ± Ge>1.6x ± Ge1.2x ± Se>2.1.x ± Mo>5.8x ± Cd>1.7x ± Te >7.7  ± Te>3x ± Xe>1.2x ± Nd>1.2x ±3

Misure fatte negli Stati Uniti su picchi spuri prodotti da interazione di neutroni Michelle Dolinski 10/25/20075 GEANIE is an array of 26 Compton-suppressed HPGe detectors located at the WNR facility at Los Alamos Neutron Science Center (LANSCE). It is located on a m beamline from a pulsed white neutron source with access to energies in the range of 1 to 200 MeV. Neutron energies are determined by time of flight. An enriched 130 Te target was run in 2004.

130 Te Full Spectrum Michelle Dolinski 10/25/ keV 208 Pb(n,n’) 839 keV 130 Te(n,n’) 511 keV Sum of coaxial detectors, MeV neutrons Energy (keV) keV background 2607 keV

Un veto su CUORICINO per studiare un possibile effetto dei muoni cosmici => responsabilita’ LBL

Time (months) CUORICINO e CUORE0 => approvato dal C.S. dei LNGS

1. Il rivelatore CUORE Struttura molto diversa da CUORICINO => review in Giugno 2007 Disegno finale pronto Produzione di frames e PTFEdal 2008 MaterialeFramesColonneVitiCopert. MCCopert.dei filiColonne TOP Number Backup(%) Total Produzione dei frames per elettroerosione In tre ditte o in Legnaro ? Decisione in febbraio Le tre ditte : un mese di ritardo. Validate a Genova Nessuna nelle tolleranze Il divisore per farle a Legnaro arrivato con un mese di ritardo Pronte entro febbraio e validate a Padova (come quelle delle ditte) Test in Legnaro di trattamento superficiale su due delle ditte per vedere tolleranza

=> per CUORE0 16 frames elettroprodotti e pulitura superfici per l’estate => per CUORE 300 frames in due anni e pulitura superfici due anni con nuova attezzatura per Legnaro PTFE => ditta gia’ scelta < un anno 2. Pulizia di tutte le parti di rame ( fondamentale perche’ il fondo dai cristalli e’ minore => Ultrasonic cleaning => Tumbler => Ultrasonic cleaning => Electrochemistry => Ultrasonic cleaning => Chemistry => Ultrasonic cleaning => Magnetron sputtering => looks particularly promising => Ultrasonic cleaninng Questi procedimenti con sputtering magnetico testato bolometricamente nel “run Legnaro” => Primavera 2008 Se funziona necessario un sistema di plasma UHV ingrandito => run Legnaro 4 frames elettroprodotti e pulitura superfici in tempo

Plasma UHV Attualmente puo’ fare pezzi di 38 x 16 cm 2 max

3. Montaggio di CUORE Avra’ luogo tramite i seguenti passaggi 1. Assemblaggio di un singola torre ( Cuore0) - Incollaggio dei termistori e degli heaters - Montaggio della torre - Integrazion dei fili di read -out - Bonding - Immagazzinamento della prima torre (vedi camera pulita) 2. Assemblaggio dell’ intero rivelatore - Montaggio delle torri e della lastra di supporto - Installatzione dell’ intero rivelatore Questa attivita’ si sta svolgendo senza gravi ritardi (problema personale) 4. Un cuore ed una capanna Problemi di finanziamento (vanno al Gran Sasso) =>comprensione dell’ INFN Primo stanziamento ( ) => parte la gara e la struttura => in costruzione. Secondo stanziamento ( ) euro => per completare l’ edificio. Difficolta’ di personale

22.JPG 23.JPG 24.JPG 4 Costruzione della struttura nella sala A

Costruzione della hut

5. Camera pulita ( Collaborazione LNGS-Berkeley ) Decisione finale :  Montare solo la prima torre (CUORE0) nella camera pulita di Borexino (grazie per la piena offerta di ospitalita’, ma va sistemata) Montaggio finale di CUORE nella sua camera pulita. 6. Il refrigeratore (Calibrazione => Wisconsin) ) Si e’ ordinato l’ intero refrigeratore con un semplice Dewar di test Nel marzo 2007 si e’ ordinata l’ unita’ di diluizione - Nel settembre 2007 review tecnica per il Dewar finale. Il gruppo dell’Universita’ di Wisconsin si sta occupando della calibrazione

Criostato (2)

Source placement 12 source wires shown by white dots In the simulation, the sources are wires inside a teflon coating, inside a copper guide tube (  ’s do not escape) Previous study showed external sources should have twice the strength of the internal sources Need to run additional simulations with external sources outside the HEX cryostat

7. I cristalli Situazione positiva dal punto di vista finanziario => Riunione in Novembre alla SICCAS con gli americani => Preparazione di un ordine INFN per 500 cristalli - prima spedizione in giugno di 2 cristalli per aereo seguiti da 30 cristalli per nave e dopo due mesi lo stesso - ordinati 280 Kg di tellurio per test => Ordine dei 500 cristalli approvato dal Consiglio direttivo lo scorso venerdi Dagli USA  Ordine di 200 Kg di tellurio dal DOE  Ordine pronto per 60 cristalli dal DOE  Realizzazione a Shanghai di una camera pulita e di una linea di produzione dei cristalli dedicata esclusivamente a CUORE

R&D activities SICCAS/INFN Clean Room equipment & furnishing P/B Xray difractometer lapping bench ultrasound washer microwaves oven chemical etching bench polishing bench packaging bench dressing boxes ultrapure water tanks storage racks chairs, etc operators (max.) supervisors (max.)

R&D activities May 13, 2007 May 29, 2007 F.Cipollone Sped.Int.li s.a.s - Mirella Foglietta: Buongiorno, è arrivato il collo dalla Cina contenenti cristalli di tellurio… May 21, 2007 Ezio: Carissimi, questa sera abbiamo finito di preparare i 6 cristalli cinesi… May 2007 campaign

Large scale production present status and plans inner cut diamond grinding disc outer cut future production line area

R&D activities SICCAS/INFN Clean Room photos

R&D activities SICCAS/INFN Clean Room photos

Un turbinoso insieme di runs e misure R&D (collaboration INFN - SICCAS)  Ordinati 6 cristalli lappati in Cina  Risultato cattivo dal punto di vista termico. Impulsi bassi. Risoluzione cattiva.  I sei sono stati lappati da noi e ne sono stati ordinati quattro nuovi lappati in Cina con le nostre istruzioni  In novembre e’iniziato un run con 12 cristalli, copertura di polietilene dei frames - sei nuovi lappati da noi - quattro nuovissimi lappati dai cinesi - due vecchi tipo Rad Nuovo tipo di termistori  Il problema del Polonio Attivita’ fortissima su 2 dei 12. Picco che cala secondo le regole Mancanza di 210 Bi quindi di 210 Pb  Chiaramente un errore dei cinesi a causa della fretta  Modifica del contratto => Invio per aereo di piu’ cristalli)  Controllo continuo a Shanghai (SINAP => fisici nucleari)  Risultato del run presente. Termicamente tutti bene, ma fondo che va capito. Questo fondo non viene dai cristalli.  Speranza nel run di Legnaro => utilissimo il finanziamento da parte della Commissione 2, ma forse necessari nuovi run

Run attualemente in corso

Energy resolution of a crystal of TeO2 f 5x5x5 cm3 (~ 760 g ) : 0.8 keV 46 keV 1.4 keV MeV 2.1 keV MeV 2.6 keV MeV 3.2 keV MeV (the best  spectrometer so far Energy [keV] Counts 210 Po  line

8. Run “Legnaro”, CUORICINO e Cuore0  Il run Legnaro potrebbe essere pronto in aprile. Continuare un po’ la misura attuale per raccogliere statistica?  Non ci sarebbe problema per iniziare la costruzione di CUORE0 dopo l’ estate,  I nuovi cristalli (salvo ritardi) dovrebbero essere testati in giugno- luglio Interrompere precocemente CUORICINO 9. Conclusioni Non gravi problemi di soldi da parte italiana, ma americana anche se un po’ migliorata. Cristalli ritardati di sei mesi per via del milestones americani Collaborazione con SICCAS e SINAP => chi vuole andare in Cina? Va studiato ancora e piu’ a fondo il problema del fondo

Organizzazione generale