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Con una cifra di circa 2 milioni di EUR per una durata di 5 anni l'European Research Council (ERC) ha finanziato il progetto ENUBET (Enhanced NeUtrino Beams from kaon Tagging). Il coordinatore (Principal Investigator) è Andrea Longhin, ricercatore dell'INFN dei Laboratori Nazionali di Frascati. Longhin fa parte dei 302 ricercatori che quest'anno sono stati premiati a livello internazionale (con 585 MEUR) con i cosiddetti "Consolidator Grant" dell'ERC ^(*). Questi fondi sono destinati a fornire ai ricercatori, su base competitiva, una straordinaria opportunità di realizzare dei programmi di ricerca di grande impatto.

ENUBET aprirà una nuova frontiera nella fisica del neutrino fornendo ai fisici uno strumento d'indagine inedito: una sorgente intensa di neutrini elettronici (ν_e) con una precisione dieci volte superiore agli standard.

Riuscire a misurare i positroni che accompagnano la produzione dei neutrini elettronici nei tunnel di decadimento: è questa la sfida che ENUBET affronterà contando sul cospicuo finanziamento dell'ERC e su una squadra di esperti che si compone di fisici dell'INFN e di altri istituti europei.

I tunnel di decadimento non sono ambienti particolarmente accoglienti per chi cerchi di installarci dei rivelatori: i flussi di particelle sono elevatissimi arrivando a un milione di particelle per secondo per centimetro quadro. Il tunnel di decadimento “intelligente” che ENUBET propone è la base per un grande rivelatore (~50 m) basato su innovativi foto-sensori al Silicio potenzialmente in grado di superare le difficoltà (resistenza alla radiazione, velocità di risposta, costi) che avrebbero reso del tutto velleitario un simile programma fino a solo qualche anno fa.

In questi anni la comunità mondiale dei fisici del neutrino è impegnata nella costruzione di giganteschi esperimenti in Giappone e negli USA per studiare con precisione le sottili differenze tra oscillazione ν_μ → ν_e e quella che coinvolge le antiparticelle anti-ν_μ → anti-ν_e (CP violation leptonica). Le conseguenze di questa scoperta sarebbero sostanziali: la predominanza della materia sull'anti-materia che si osserva potrebbe venire proprio dal comportamento dei neutrini presenti nelle prime fasi della vita dell'Universo.

ENUBET contribuirà a questo enorme sforzo su base internazionale con una vera iniezione di qualità consentendo di misurare, come mai fatto prima, tutti i dettagli delle interazioni dei ν_e con la materia ordinaria.

(*) https://erc.europa.eu/sites/default/files/press_release/files/erc_press_release_cog2015_results.pdf

A new generation of neutrino beams: ERC awards A. Longhin of INFN Frascati

With a 2 million EUR funding for a duration of 5 years the European Research Council (ERC) has awarded the ENUBET project (Enhanced NeUtrino Beams from kaon Tagging). The Principal Investigator is Andrea Longhin, a researcher working at the Frascati INFN National Laboratories. Longhin is among the 302 researchers awarded at an international level this year (with 585 MEUR in total) with the so-called "Consolidator Grants" of the ERC ^(*). This funding is meant, on a competitive basis, to offer researchers an extraordinary opportunity to make innovative and excellent research programs come to life.

ENUBET opens a new frontier in neutrino physics providing physicists with an unprecedented investigation tool: an intense source of electron neutrinos ( ν_e ) endowed with a ten-fold increase in precision.

Succeeding in measuring positrons associated with the production of electron neutrinos in decay tunnels: this is the challenge that ENUBET will tackle taking advantage of the substantial ERC funding and of a strong team of experts composed of physicists from both INFN and other European institutions.

Decay tunnels are tough environments for those aiming at installing detectors there: particle fluxes are extraordinarily high reaching up to a million particles per second per squared centimeter. The “intelligent” decay tunnel that ENUBET is proposing is a large detector based on innovative Silicon photo-sensors, potentially able to overcome the difficulties (radiation resistance, response speed, costs) that were making such a program wishful thinking just a few years ago.

In these years the international community of physics is engaged in the construction of large experiments in Japan and in the US to study at high precision subtle differences between the ν_μ → ν_e and those involving the anti-particles anti-ν_μ → anti-ν_e (leptonic CP violation). The observation of this effect would mark a breakthrough in particle physics: the dominance of matter over anti-matter that we observe today could actually come from the behavior of primordial neutrinos produced just after the Big Bang.

ENUBET will contribute to this world-wide effort redefining the quality of neutrino beams. It offers a tool that is capable of measuring all the details of the interaction of the ν_e with ordinary matter to an unprecedented level of precision.

(*) https://erc.europa.eu/sites/default/files/press_release/files/erc_press_release_cog2015_results.pdf