Development of cryogenic detectors for rare event searches

1. Università degli Studi di Milano – Bicocca Corso di Dottorato di Ricerca in Fisica e Astronomia XXIII Ciclo - A.A. 2008 - 2010 Development of cryogenic detectors for rare event searches L. Gironi Advisor: Dott. O. Cremonesi 30 Gennaio 2012

2. Indice I rivelatori per lo studio di eventi rari • La tecnica bolometrica • Il doppio decadimento beta senza emissione di neutrini (0νDBD) • Risultati ottenuti (Cuoricino) e prospettive future (CUORE) • I bolometri scintillanti • Test effettuati • Discriminazione in forma nella tecnica bolometrica • Prospettive future nello studio del 0νDBD • Le contaminazioni superficiali e i decadimenti αrari

3. Rivelatori per lo studio di eventi rari Eventi rari Fisica fondamentale: • Decadimento doppio beta senza emissione di neutrini (0νDBD) • Materia Oscura • Stabilità dell’elettrone • … Sorgenti radioattive: • Decadimenti alfa rari • Decadimenti beta rari • Contaminazioni superficiali molto basse • … Condizione fondamentale per lo studio degli eventi rari è un basso background. I Laboratori Nazionali del Gran Sasso profondità ~ 3650 m.w.e. Riduzione flusso raggi cosmici ~106 Ridotto flusso di neutroni (ridotte quantità di Uranio e Torio nella roccia) Elevato spazio sperimentale

4. Rivelatori per lo studio di eventi rari Neutrino: - Particella di Majorana - Particella massiva Il doppio decadimento beta senza emissioni di neutrini (0νDBD) Massa effettiva del neutrino: FN= fattore di merito nucleare (elemento di matrice nucleare + spazio fasi) Sensibilità: vita media del processo corrispondente al massimo segnale che può essere rivelato. ε: efficienza di rivelazione T : tempo vivo di misura [y] N : numero di eventi attesi n : Confidence Level (C.L.) Per esperimenti che studiano il 0νDBD e con fondo non nullo: n : fluttuazioni del background ad un determinato C.L.. A : massa atomica η : abbondanza isotopica x : numero di atomi ββ per molecola M : massa rivelatore [kg] B : background [c/keV/kg/y] Δ: risoluzione energetica [keV]

5. La tecnica bolometrica bagno termico ~10 mK accoppiamento termico termometro assorbitore Nella tecnica bolometrica: • Eccellente risoluzione energetica (Δ~5 keV a 2615 keV) • Basso background (B ≤ 0.17 counts/keV/kg/y) • Esperimenti con massa fino a M ~1 ton • Esperimenti con T ~5 y e tempo vivo > 80% • Ampia scelta di materiali differenti come assorbitore (η, x, A) Elevata Sensibilità Il principio di funzionamento dei bolometri: Parametri di Forma del segnale termico Rise Time (t90%-t10%) Decay Time (t30%-t90%) …. C = capacità termica G = conduttanza termica

6. Cuoricino Cuoricino (2003 – 2008, 40,7 kg di TeO2): l’esperimento bolometrico che ha permesso di raggiungere la migliore sensibilità nello studio del doppio decadimento beta senza emissioni di neutrini del 130Te. 44 cristalli ‘grandi’ 5x5x5 cm3 18 cristalli ‘piccoli’ 3x3x6 cm3

7. Cuoricino, 0νDBD (130Te) & background 0νDBD 208Tl 190Pt ‘regione α’ 238U+232Th Statistica = 19.75 kg*y di 130Te Background di Cuoricino al 0νDBD 0.169±0.006 counts/keV/kg/y Composizione del background nella regione di interesse (ROI – 2510-2550 keV): Eventi multi-Compton della linea γ del 208Tl a 2615 keV + μ e particelle indotte da μ (n, γ) neutroni contaminazioni superficiali (α)

8. Contaminazioni superficiali Simulazione di contaminazioni superficiali in 210Po (Q=5.4 MeV) Coincidenze in Cuoricino (contaminazioni superficiali dei cristalli) Energia cristallo 2 [keV] Energia cristallo 1 [keV] Numerosi metodi passivi utilizzati per eliminare le contaminazioni superficiali (pulizia delle superfici, assemblaggio in ambiente controllato, polietilene, …). Tuttavia sussiste un contributo residuo. Una possibile soluzione è l’utilizzo di un metodo attivo per identificare le particelle interagenti: i bolometri scintillanti.

9. CUORE (Cryogenic Underground Observatoryfor Rare Events) Array compatto di 988 cristalli di TeO2 (5x5x5 cm3 = 750 g) - 19 torri - 13 piani ciascuna - 4 cristalli ciascuno 741 kg di TeO2 206 kg of 130Te Top Frame TeO2 Crystals Middle Frame Copper Columns Teflon Bottom Frame CUORE è in costruzione presso la Sala A dei LNGS.

10. CUORE Detector suspension Pulse tube 4 K flange TeO2 detectors Criostato • No liquidi criogenici: maggiore tempo vivo. • La sospensione del rivelatore è completamente indipendente dalla struttura del refrigeratore: minor rumore meccanico. • Accurato controllo della radioattività di tutti i componenti del set-up: riduzione background. Cristalli • La produzione di 30 cristalli/mese è iniziata nel 2009 alla SICCAS in Cina. • Certificazione di radio purezza basata sui risultati ottenuti con misure ICP-MS sulle materie prime e sui prodotti intermedi. • Cristalli scelti casualmente da ogni batch vengono misurati come bolometri nel criostato installato in Sala C dei LNGS (misura delle contaminazioni radioattive e delle performance bolometriche)

11. CUORE Background • Il background dovuto alle contaminazioni alfa superficiali dei cristalli sarà notevolmente ridotto grazie alle anti coincidenze tra i rivelatori. • L’intero array sarà circondato da 6 cm di piombo interno (a ~10 mK) e un’ulteriore schermatura di 30 cm di Pb sarà utilizzata per schermare dalla radioattività ambientale e dalle parti dello stesso criostato. • All’esterno della schermatura di Pb saranno posizionati 18 cm di polietilene al fine di termalizzare i neutroni ambientali che saranno poi assorbiti dai 2 cm di H3BO3. Sensibilità La sensibilità prevista per CUORE a 1σ con un tempo vivo di 5 y a un background di B=0.01 c/keV/Kg/y T0ν1/2 = 1.6· 1026 y

12. I Bolometri Scintillanti β/γ α+β α Calibrazione con sorgente di 55Fe 5,9 keV 6,5 keV FWHM = 250 eV Doppia lettura: informazioni sulla natura della particella interagente. Luce Calore Il rivelatore di luce e il foglio riflettente Ge slab (Ø~50 mm, h~0.5 mm) • Rivelatori di piccole dimensioni (= piccola capacità termica) per piccoli rilasci di energia (luce di scintillazione) Counts • Rivelatori ‘opachi’ per assorbire tutta la luce di scintillazione • Foglio riflettente attorno al cristallo scintillante per raccogliere tutta la luce di scintillazione Energy [keV]

13. Il Bolometro Scintillante ideale 130Te 76Ge 116Cd 100Mo 82Se Background γ ambientale Alcune caratteristiche da tenere in considerazione per la selezione dei bolometri scintillanti: • Isotopo candidato al 0νDBD con elevato Q valore (basso background, spazio delle fasi favorevole, …) • ‘Elevata’ abbondanza isotopica (o possibilità di arricchimento) • Basse contaminazioni radioattive • Cristalli di grandi dimensioni • Bassa massa molecolare e elevata molteplicità stechiometrica • Buona risposta termica (i.e. elevata risoluzione energetica) • Elevata discriminazione delle particelle interagenti

14. Bolometri Scintillanti Utilizzo Aspetti ‘Tecnici’ CdWO4 Correlazione luce-calore Feedback elettrotermico Superfici ottiche 0νDBD 116Cd Quenching Factor ‘inverso’ Correlazione luce-calore ‘inversa’ Discriminazione in forma … ZnSe 0νDBD 82Se CaMoO4 ZnMoO4 0νDBD 100Mo Discriminazione in forma … BGO Contaminazioni superficiali Decadimento α raro del 209Bi

15. Alcune definizioni Light Yield (L.Y.) = energia rilasciata nel rivelatore di luce (light detector, LD) per un rilascio di energia di 1 MeV nel cristallo scintillante Quenching Factor (Q.F.) di scintillazione = rapporto tra la resa in luce delle particelle interagenti (α, neutroni, nuclei) rispetto alla resa in luce per eventi β/γ alla medesima energia Light Discrimination confidence level (DLight) = differenza tra l’ampiezza media del segnale di luce prodotto da particelle β/γ e quella degli eventi α pesata sulla larghezza delle due distribuzioni (σβ/γ e σα) β-γ Bi-Po (α+β) α

16. Bolometri Scintillanti - CdWO4 0νDBD 116Cd Q(116Cd)=2809 keV i.a. = 7.5 % Evoluzione dei cristalli di CdWO4 3x3x2 cm3 140 g Array di 4 cristalli 3x3x3 cm3 210 g 3x3x6 cm3 426 g Ø = 4cm, h = 5cm 510 g Superfici Ottiche

17. Bolometri Scintillanti - CdWO4 • Elevata resa in luce di tutti i cristalli testati • Contaminazioni interne molto differenti a seconda del produttore 1066 hours 228Th 224Ra 212Bi 210Po 230Th 216Po 234U 232Th 238U 212Bi- 212Po 220Ra 180W Regione alfa ‘allargata’ 0νDBD 116Cd Nel 2008 un array di 4 rivelatori è stato affacciato ad un solo rivelatore di luce. Foglio riflettente Array 4 CdWO4 (3x3x3 cm3) CdWO4 (3x3x6 cm3) Light [a.u.] Energy [keV] Ge (Ø = 35 mm) Ge (Ø = 66 mm)

18. Scintillating Bolometers - CdWO4 Mylar (6 μm) Sorgente alfa (238U) Substrato 0νDBD 116Cd Nuovo Cristallo: 508 g (Ø=40mm, h=50mm) con superfici ottiche L.Y.(β)=17 keV/MeV Q.F. (180W) = 0.160 ± 0.003 Q.F. (238U) = 0.192 ± 0.006 Q.F. (234U) = 0.201 ± 0.006 Dipendenza del Q.F. dall’energia della particella α incidente stopping power dE/dx Sorgente di particelle alfa degradate (sorgente 238U coperta con ~ 6μm di Mylar) DLight a 2615 keV = 12 σ Astroparticle Physics 34 (2010) 143–150 : CdWO4 scintillating bolometer for Double Beta Decay: Light and heat anticorrelation, light yield and quenching factors.

19. Bolometri Scintillanti - CdWO4 Aspetti tecnici Fluttuazioni nella partizione dell’energia tra il canale termico e la scintillazione (peggioramento della risoluzione energetica nei bolometri scintillanti) Correlazione tra i due canali Miglioramento della risoluzione attraverso una rotazione Calibrazione assoluta del calore e Quenching Factor termico

20. Bolometri Scintillanti - CdWO4 In sintesi: I cristalli di CdWO4 sono buoni candidati per lo studio del 0νDBD Vantaggi: • Elevata resa in luce e Q.F. + superfici ottiche -> eccellente discrimination confidence level (12 σ) • 116Cd buon candidato allo studio del 0νDBD • Qββ = 2809 keV • i.a. = 7.5 % • Buona radiopurezza • Ottima risoluzione energetica ottenibile grazie alla rotazione degli assi Svantaggi: • Elevata sezione d’urto per neutroni del 113Cd • Decadimento beta del 113Cd (a.i.=12%, Q=306keV) Soluzioni: • arricchimento in 116Cd • feedback elettrotermico

21. Bolometri Scintillanti - ZnSe cristalli ZnSe termistori heaters fogli riflettenti 0νDBD 82Se Q(82Se) = 2996 keV i.a. = 8.7 % “ZnSe Large” Ø = 4.1cm, h = 1.7cm 120 g Rapporto tra le masse favorevole “ZnSe Huge” Ø = 4cm, h = 5cm 337 g “ZnSe Small” Ø = 2cm, h = 2.1cm 37.5 g Cristalli di ZnSe testati (differente stechiometria)

22. Bolometri Scintillanti - ZnSe Particelle direttamente ionizzanti sul rivelatore di luce 210Po sorgente α degradata β/γ 0νDBD 82Se Quenching Factor ‘inverso’ Astroparticle Physics 34 (2011) 344–353: Characterization of ZnSe scintillating bolometers for Double Beta Decay.

23. Bolometri Scintillanti - ZnSe 0νDBD 82Se • Cristalli estremamente puliti (no contaminazioni interne, solo eventi α dovuti al 210Po) • correlazione luce-calore ‘inversa’ • risposta termica ‘non-lineare’ • dipendenza del Q.F. dalla posizione della sorgente α Canale termico

24. Bolometri Scintillanti - ZnSe 0νDBD 82Se • Cristalli estremamente puliti (no contaminazioni interne, solo eventi α dovuti al 210Po) • correlazione luce-calore ‘inversa’ • risposta termica ‘non-lineare’ • dipendenza del Q.F. dalla posizione della sorgente α Misura I Misura II • Misura I • Misura II Sorgente alfa degradata Sorgente alfa di 224Ra impiantato (monocromatica) Sorgente alfa degradata

25. Bolometri Scintillanti - ZnSe β/γ β/γ α α Particelle direttamente ionizzanti sul rivelatore di luce 0νDBD 82Se Pulse Shape Analysis Differenti forme del segnale nel rivelatore di luce delle particelle α e β. ZnSe Huge Particelle direttamente ionizzanti sul rivelatore di luce ZnSe Large Discrimination confidence level su TVR della luce = 15 σ Condizioni di misura ottimizzate: • Bessel 120 Hz • temperatura di lavoro leggermente maggiore • 16384 punti, finestra acquisizione di 4 sec

26. Bolometri Scintillanti - ZnSe 0νDBD 82Se In sintesi: ZnSe è un buon candidato allo studio del 0νDBD; alcuni aspetti devono ancora essere compresi completamente. Vantaggi: • 82Se ottimo candidato al 0νDBD • Qββ = 2996 keV • i.a. = 8.7 % • Cristalli estremamente puliti (no contaminazioni interne, solo eventi α dovuti al 210Po) • Eccellente discriminazione attraverso la Pulse Shape Analysis sul rivelatore di luce (15σ) Svantaggi: • Quenchin Factor ‘inverso’ • dipendenza del Q.F. dalla posizione della sorgente α • correlazione luce-calore ‘inversa’ Soluzioni: • discriminazione attraverso Pulse Shape Analysis • rotazione degli assi

27. Bolometri Scintillanti - CaMoO4 0νββ100Mo 2νββ48Ca 0νDBD 100Mo L’abbondanza isotopica naturale del 48Ca è troppo bassa per studiare il 0νDBD di questo isotopo ma troppo alta per avere un’elevata sensibilità sul 0νDBD del 100Mo a causa del 2νDBD del 48Ca. Cristalli impoveriti in 48Ca Q(100Mo) = 3030 keV i.a. = 9.6 % Q(48Ca) = 4270 keV i.a. = 0.187 %

28. Bolometri Scintillanti - CaMoO4 0νDBD 100Mo Buon scintillatore e bolometro β/γ Bi-Po (α+β) Sorgente α degradata Contaminazioni interne α + sorgente α FWHM (2615 keV) = 9 keV Q.F. = 0.174

29. Bolometri Scintillanti - CaMoO4 Impulso medio γ (2615 keV) Impulso medio α (2615 keV) 0νDBD 100Mo Per la prima volta sono state osservate differenze tra la forma del segnale termico prodotto da α e β/γ nel cristallo scintillante. Differenza percentuale tra l’impulso medio α e quello γ.

30. Bolometri Scintillanti - CaMoO4 0νDBD 100Mo Discrimination confidence level su Rise Time = 6.5 σ NIM A 617 (2010) 478-481 : Scintillating bolometers for Double Beta Decay search. Astroparticle Physics 34 (2011) 797-804: A novel technique of particle identification with bolometric detectors.

31. Bolometri Scintillanti - ZnMoO4 0νDBD 100Mo Discrimination confidence level su RDC = 5.4 σ Journal of Instrumentation 5 (2010) P11007: Performance of ZnMoO4 crystal as cryogenic scintillating bolometer to search for double beta decay of molybdenum.

32. Bolometri Scintillanti - Pulse Shape Analysis Pulse Shape Analysis NO FOGLIO RIFLETTENTE NO RIVELATORE DI LUCE • Installazione più semplice • Minor numero di canali di acquisizione • riduzione dei costi e del lavoro. • riduzione del link termico tra la temperatura ambiente e la temperatura di lavoro di pochi mK. • Rimozione del rivelatore di luce • significativa riduzione dei costi (rivelatori di luce, termistori, elettronica). • il notevole lavoro di R&D che deve ancora essere fatto al fine di ottimizzare i rivelatori di luce non sarà più necessario. • Rimozione del foglio riflettente • considerevole semplificazione della struttura • possibilità di utilizzare le anti-coincidenze tra i cristalli per ridurre ulteriormente il background α

33. Bolometri Scintillanti - Pulse Shape Analysis Fononi ‘prompt’ Stati a vita ‘lunga’ τCaMoO4 (a 4K) = 3,8•10-4 s Luce di scintillazione (~50% energia canale scintillazione in molibdati) Fononi ritardati Fononi e Fotoni Assunzione: la produzione di tutti i fononi che partecipano alla formazione del segnale termico non può essere considerata istantanea neanche in rivelatori lenti come i bolometri. Evoluzione temporale della formazione del segnale termico in bolometri scintillanti: Interazione particella nel cristallo scintillante (1-ω) (ω) Canale termico Scintillazione La produzione di fononi, la loro propagazione e raccolta è molto veloce (<10-6 s) e può essere considerata istantanea nei bolometri. Il segnale bolometrico nel cristallo scintillante è dato dalla somma di tutti i fononi emessi (sia nel canale termico che in quello di scintillazione) e prodotti per autoassorbimento.

34. Bolometri Scintillanti - Pulse Shape Analysis ωα < ωβ/γ Fononi e Fotoni La percentuale che fluisce nel canale di scintillazione dipende dal tipo di particella interagente: le particelle con elevata densità di ionizzazione (α) occupano tutti i livelli di scintillazione fino alla saturazione. La percentuale che fluisce nel canale termico a seguito dell’interazione di una particella α è maggiore rispetto ai β/γ. Differenti L.Y. per α e β/γ Differenti forme nel segnale termico. Il numero di fononi ‘ritardati’ è infatti proporzionale a ω. Per poter applicare questo modello al segnale bolometrico è necessario ancora del lavoro (convoluzione della produzione di fononi con la risposta del bolometro (link al bagno termico), andamento esponenziale della resistenza, filtro Bessel, …). Verifiche del modello grazie alle differenti informazioni a disposizione (2 impulsi nel cristallo scitillante + 2 impulsi nel rivelatore di luce). Journal of Low Temp. Phys (DOI 10.1007/s10909-012-0478-x): Pulse Shape Analysis with scintillating bolometers.

35. Bolometri Scintillanti & Background Rese trascurabili le contaminazioni superficiali Studio dei contributi precedentemente trascurabili Nei bolometri scintillanti, grazie alla discriminazione sul L.Y. o sulla forma del segnale, le contaminazioni alfa superficiali possono essere eliminate completamente (99.9%=3.3 σ). • 2νDBD • Contaminazioni interne (decadimento beta del 208Tl e 210Tl ) • Contaminazioni del criostato (214Bi, 2615+583 keV) • Background ambientale (μ, n)

36. Bolometri Scintillanti & Background Fondo dovuto a 2νDBD Contaminazioni criostato (gamma) 208Tl - Somma 583 keV + 2615 keV 214Bi - Gamma con E>2615keV (B.R. totale= 0.15 % catena 238U) T0ν valutato per <mν>=50 meV, T2ν misurato (Barabash). Simulazione: criostato Cuoricino, cristallo ZnSe. Risoluzione @ 2615 keV TeO2 = 5 keV CdWO4 = 16,5 keV CdWO4 Rot = 6,25 keV ZnSe = 28 keV ZnSe Rot = 9,5 keV Pile-up 2νDBD Per isotopi con Q > Q(82Se) questo contributo risulta essere ulteriormente abbattuto. Per cristalli con massa ~500g, arricchimento al 90%, risoluzione temporale 5ms. B<10-3 c/keV/kg/y

37. Bolometri Scintillanti & Background Contaminazioni interne (beta 208Tl e 210Tl in ZnMoO4) Gli unici contributi dovuti alle catene radioattive naturali sono il beta del 208Tl e quello del 210Tl. Questi contributi sono tuttavia eliminabili grazie alle coincidenze ritardate (necessario il contenimento totale dell'alfa). 208Tl e 210Tl in ZnMoO4 (cristalli da ~750g) Coincidenza ritardata 214Bi-210Tl (catena 238U): Eff. tagging alfa (5617 keV) = 99,96% B.R. 210Tl (5489keV) = 0.02 % Contaminazione interna in 238U < 3,2· 10-5 Bq/kg Background = 1,62· 10-3 c/keV/kg/y Background coinc. rit. = 1,16 · 10-5 c/keV/kg/y 5 τ (tempo morto 0,01 %) Coincidenza ritardata 212Bi-208Tl (catena 232Th): Eff. tagging alfa (6207 keV) = 99,94 % B.R. 208Tl (5001 keV) = 36 % Contaminazione interna in 232Th < 3,2· 10-5 Bq/kg Background = 2,97· 10-2 c/keV/kg/y Background coinc. rit. = 2,18 · 10-4 c/keV/kg/y 5 τ (tempo morto 2,0 %) Contaminazioni ZnSe 238U < 4· 10-7 Bq/kg 232Th < 4· 10-7 Bq/kg Contaminazioni CdWO4 238U = 1,2· 10-5 g/g 232Th < 3,5· 10-6 g/g Esperimento di ~1 ton di bolometri scintillanti 10-3-10-4 counts/keV/kg/y

38. Sensibilità – Background vs Risoluzione energetica Sensibilità di un esperimento CUORE-like con ZnSe per 5 anni di tempo vivo.

39. Sensibilità – Background vs Risoluzione energetica + ‘mass cut-off’ Esperimenti a background ≠ da zero ( ) Esperimenti a background zero ( ) regione proibita

40. Sensibilità – Background vs Risoluzione energetica + ‘mass cut-off’ Esperimenti a background ≠ da zero ( ) Esperimenti a background zero ( )

41. Bolometri Scintillanti Crystal use Aspetti ‘Tecnici’ CdWO4 Correlazione luce-calore Feedback elettrotermico Superfici Ottiche 0νDBD 116Cd Quenching Factor ‘inverso’ Correlazione luce-calore ‘inversa’ Discriminazione in forma … ZnSe 0νDBD 82Se CaMoO4 ZnMoO4 0νDBD 100Mo Discriminazione in forma … BGO Contaminazioni superficiali Decadimento α raro del 209Bi

42. Bolometri Scintillanti - BGO Studio delle contaminazioni superficiali Principale fonte di background in esperimenti bolometrici per lo studio del 0νDBD. No foglio riflettente Per studiare le contaminazioni superficiali il bolometro deve essere affacciato al rame BGO – Elevata resa in luce

43. Bolometri Scintillanti - BGO Alpha 209Bi (Q= 3137 keV) β/γ L.Y. (β/γ) 18,8 keV/MeV L.Y. (α) 2,4 keV/MeV α region Light T1/2 (209Bi) = (1,99+/-0,03)*1019 y 209Bi 147Sm source (2233 keV) Nature 442 (2003) 876 T1/2 (209Bi) = (1,9+/-0,2)*1019 y Heat Misura preliminare (array di 4 cristalli 2x2x2 cm3) Questa misura preliminare ha mostrato un raffreddamento dei cristalli insolito (molto lungo) e la presenza di numerosi eventi gamma dovuti a 207Bi (attivazione cosmogenica).

44. Bolometri Scintillanti - BGO Test di un cristallo di grandi dimensioni (5x5x5 cm3): • prova di raffreddamento • radioattività 207Bi

45. Bolometri Scintillanti - BGO (decadimento α del 209Bi su stato eccitato) Decadimenti α sullo stato fondamentale Decadimenti α sullo stato eccitato Physical Review Letters (accepted): First measurement of the partial widths of 209Bi decay to the ground and to the first excited states.

46. Bolometri Scintillanti - BGO Nuova misura con un array di 4 cristalli per lo studio delle contaminazioni superficiali. Attualmente in presa dati presso la Sala C dei LNGS. Array di 4 cristalli 5x5x5 cm3 Very preliminary • 300 cm2 affacciati a polietilene • 200 cm2 in coincidenza Luce Calore

47. Conclusioni • La tecnica bolometrica permette di raggiungere elevate sensibilità nello studio degli eventi rari (elevata risoluzione energetica e basso fondo). • L’utilizzo di metodi attivi (bolometri scintillanti) permette di ridurre ulteriormente il background e quindi migliorare la sensibilità dei bolometri. • Alcuni dei cristalli testati hanno mostrato un eccellente potere di discriminazione. • Scoperta molto promettente: la Pulse Shape Analysis • Sensibilità raggiungibile per 0νDBD per un esperimento ~ 1 ton (CUORE-like) con bolometri scintillanti • Studio di eventi rari con i bolometri scintillanti: • Contaminazioni superficiali • Decadimento alfa raro del 209Bi