Jeśli neutrino tożsame jest z anty-neutrinem nazywane jest cząstką Majorany (od nazwiska fizyka, który jako pierwszy zaproponował taką możliwość). Niestety do dziś nie wiemy, czy neutrino jest właśnie takim obiektem, czy może jednak neutrino i anty-neutrino to dwie różne cząstki. Jeśli neutrino rzeczywiście jest obiektem Majorany to powinniśmy być w stanie zaobserwować tzw. podwójny bezneutrinowy rozpad beta - rozpad, w którym jeden neutron rozpada się na proton, elektron i anty-neutrino, które będąc tożsame z neutrinem może być zaabsorbowane przez inny znajdujący się w rozpadającym się jądrze atomowym neutron, powodując z kolei jego rozpad na elektron i proton. W wyniku podwójnego bezneutrinowego rozpadu beta dwa neutrony zamieniają się na dwa protony, a jądro opuszczają dwa elektrony. Wykrycie takiego rozpadu oraz pomiar częstości z jaką zachodzi byłyby nie tylko potwierdzeniem słuszności hipotezy Majorany, ale również (a może przede wszystkim) bezpośrednim pomiarem masy neutrina (nie zaś jak w przypadku eksperymentów oscylacyjnych jedynie pomiarem różnicy mas). Okazuje się bowiem, że im większa jest ta masa tym częściej zachodziłby taki rozpad.
![Bezneutrinowy podwójny rozpad beta](animacje/majorana2.gif)
Eksperyment NEMO-III jest spadkobiercą dwu poprzednich eksperymentów (tak, tak o nazwach NEMO i NEMO-II), które działały w latach 90-tych. Eksperyment ten oparty jest na wyjątkowo kompleksowym detektorze szukającym podwójnego bezneutrinowego rozpadu beta. Sercem detektora jest kilka różnych substancji promieniotwórczych - głównie molibden i selen otoczonych tzw. płaszczyzną detektorów śladowych. Za płaszczyzną znajdują się moduły tzw. kalorymetru, które mierzą energię cząstek.
![Detektor NEMO](img/nemo.jpg)
Rozpadające się jądro emituje cząstki naładowane. Przechodzą one przez detektory śladowe, dzięki którym można zrekonstruować ich tory. Detektory śladowe pracują w polu magnetycznym, tzn. tory przechodzących naładowanych cząstek są odchylane, tak że staje się możliwe zmierzenie owego ładunku. Po przejściu przez detektor śladowy cząstka wpada do detektora zwanego kalorymetrem. W detektorze tym wzbudza scyntylacje, która proporcjonalna jest do energii przez nią niesionej.
![Przekrój przez detektor NEMO](img/nemo_det.jpg)
Sygnaturą podwójnego rozpadu beta w detektorze jest obserwacja emisji z jednego punktu dwu cząstek o ładunku ujemnym, które utożsamiane są z elektronami. Pomiar energii zdeponowanej przez owe elektrony świadczy zaś o tym, czy rozpad, który nastąpił był zwykłym podwójnym rozpadem (gdzie oprócz elektronów emitowane są dwa anty-neutrina), czy też rozpadem bezneutrinowym. Póki co detektor NEMO nie wykrył podwójnych bezneutrinowych rozpadów beta. Poszukiwania trwają.
![Dwa tory elektronów w detektorze NEMO](img/nemo3.jpg)
Badanie prowadzone przez grupę NEMO i przez inne grupy poszukujące i przygotowujące się do poszukiwania podwójnego bezneutrinowego rozpadu beta stają się niezwykle istotne w świetle wyników eksperymentu Heidelberg-Moskwa. Eksperyment ten poszukiwał podwójnego bezneutrinowego rozpadu beta posługując się próbką 11 kg germanu. Po 13 latach zbierania i analizowania danych fizycy pracujący w tym eksperymencie ogłosili odkrycie owego zjawiska. Niestety ich wynik jest na granicy statystycznej znaczoności i istnieje prawdopodobieństwo, że jest on jedynie pewną przypadkową fluktuacją tła. Dlatego wynik ten nie jest rozstrzygający i kolejne eksperymenty o czułości większej jak osiągnięta w detektorze Heidelberg-Moskwa są konieczne.
![Wynik eksperymentu Heidelberg-Moskwa](img/HM.jpg)