Tras recibir el informe, los investigadores de la comisaría abrieron de inmediato una investigación, durante la cual los padres del bebé fueron detenidos bajo sospecha de estar implicados en las lesiones. Dos días después, se certificó la muerte del bebé en el hospital. Un equipo especial de investigación establecido en la comisaría de Dimona, bajo la dirección del Comandante del Distrito de Rotem, el Superintendente Shai Shlomo, llevó a cabo una compleja investigación, que incluyó la recopilación de hallazgos y pruebas, junto con la toma de testimonios, lo que condujo a la formación de una base probatoria contra el padre del bebé. La detención del sospechoso (Dimona, 30 años) se prorrogó en varias ocasiones y, al concluir la investigación, la Fiscalía del Distrito Sur presentó una declaración de procesamiento sobre la intención de presentar una acusación formal contra él y una solicitud de detención hasta el final del proceso.
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