L'esperimento MEG

Muon to Electron and Gamma experiment at PSI

L’ESPERIMENTO MUONE IN ELECTRON E GAMMA AL PSI

L'esperimento MEG sta cercando il particolare decadimento del muone μ → eγ che viola la conservazione del sapore leptonico. Con l’evidenza delle oscillazioni di sapore dei neutrini e della loro massa finita, si é sempre più portati a considerare il Modello Standard come una teoria efficace in cui é possibile avere manifestazioni a bassa energia di una teoria più fondamentale ad energie più alte. Diverse classi di modelli “oltre il Modello Standard”, come la super-simmetria, la grande unificazione, le extra-dimensioni o i modelli con neutrini destrorsi pesanti predicono per il rapporto tra il decadimento μ → eγ rispetto a quello normale una probabilità tra 10-11 e 10-15, rendendo così questa ricerca complementare a quella fatta agli acceleratori ad energie dei TeV per individuare "nuova fisica".

La ricerca di μ → eγ risale a più di 60 anni fa, in cui Hinks e Pontecorvo nel 1948, che per primi hanno cercato un tale segnale nei raggi cosmici. MEG sta cercando ora questo decadimento presso la sorgente di muoni più intensa del mondo al PSI (CH), rivelando i prodotti di decadimento dei muoni ad un rateo di 3x107 al secondo. Il tempo e l’energia degli elettroni vengono rilevati in uno spettrometro magnetico in cui sono montati camere a drift e rivelatori per la misura del tempo con 60 ps di risoluzione (Responsabilità del Gruppo di Genova). Il gamma è rilevato in circa 3 tonnellate Xe liquido. Tutti i circa 2000 canali di lettura dei rivelatori sono completamente digitalizzati a circa 2 GB/s. L'esperimento ha completato nel 2013 la prima fase e il limite superiore più aggiornato per μ → eγ è 5.7x10-13 rispetto al decadimento normale, circa 20 volte inferiore rispetto al limite precedente.

L'esperimento MEG è cofinanziato in Italia dall'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)

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