Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
Efeitos de Interação Não-Padrão na Propagação de Neutrinos no Experimento DUNE
FELIPE GARCIA KEN KAMIYA
DISSERTAÇÃO
02/10/2017

Atualmente está sendo desenvolvendo um experimento de oscilação de neutrinos de longa linha de base, o Deep Undergound Neutrino Experiment (DUNE). O DUNE tem como objetivos mensurar fase de violação CP, descrita pelo parâmetro CP e determinar a hierarquia de massa e o octante do ângulo de mistura 23. Além disso, o DUNE também investigará os neutrinos de supernovas, o decaimento do próton (que pode ser um indício da unificação das forças) e física além do modelo padrão. Neste trabalho, explora-se o potencial e a sensitividade do DUNE para determinar os valores dos parâmetros que mensuram interações de neutrinos não descritas pelo Modelo Padrão das Partículas Elementares (MP), chamadas de interações não-padrão (NSI). Investiga-se também como a distribuição de matéria ao longo da linha de propagação de neutrinos influencia na determinação dos parâmetros de NSI. Para tanto, descreve-se como são as interações de neutrinos com a matéria terrestre por interações padrão e não-padrão. Apresentam-se as características do DUNE e os dois modelos de densidade de matéria para a linha do feixe que foram testados: a “Referência Preliminar do Modelo da Terra” (PREM) e o modelo descrito por Shen e Ritzwoller (SR). Simula-se o espectro de energia no detector utilizando-se o software General Long Baseline Experiment Simulator (GLoBES). Obtém-se a sensitividade dos parâmetros de interesse utilizando um método de 2 e compara-se a sensitividade para os diferentes modelos de densidade de matéria utilizando-se as áreas das curvas de sensitividade do espaço de parâmetros e também as amplitudes dos parâmetros. Os resultados corroboram com a proposta do DUNE em medir os valores de CP e 23 com uma precisão maior que os experimentos atuais, assim como determinar a hierarquia das massas. Como uma nova contribuição para a colaboração DUNE, mostrou-se que a mudança na distribuição da densidade de matéria da linha do feixe causa um desvio de no máximo 1,4 relativo na determinação do intervalo de valores de CP . Para a determinação dos intervalos de valores dos parâmetros de NSI, há um desvio mínimo de 1,4 relativo para a determinação de "ee e um desvio máximo de 4 relativo na determinação de |"eμ|. Mostra-se ainda que o DUNE poderá restringir os valores dos parâmetros de NSI para valores menores que 1 para os parâmetros "ee e " e valores menores que 0,1 para os demais parâmetros de NSI.

Interações não-padrão;DUNE;Oscilações de Neutrinos;Experimento de Longa Linha de Base;Distribuição de Matéria na Linha do Feixe.
Currently it is being developed an experiment of long baseline neutrino oscillation, the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). DUNE aims to measure the CP violation phase, described by the parameter CP , determine the mass hierarchy, and the octant of the mixing angle 23. In addition, DUNE will also investigate supernova neutrinos, proton decay (which may be a signal of the unification of forces), and physics beyond the standard model. In this work, we explore the sensitivity of DUNE to determine the values of the parameters that measure neutrino interactions not described by the Standard Model of Elementary Particles (MP), the so called nonstandard interactions (NSI). We also investigate how the distribution of matter along the baseline of neutrino propagation influences the determination of NSI parameters. Therefore, standard and nonstandard neutrino interactions with Earth’s matter is described. We present the features of DUNE and test two models of matter density along the beam line. These models are the “Preliminary Reference Earth Model” (PREM) and the model described by Shen and Ritzwoller (SR). The energy spectrum is simulated in the detector using the General Long Baseline Experiment Simulator (GLoBES) software. The sensitivity of the parameters of interest are obtained using a method of 2 and the sensitivities for the different matter density models are compared using the allowed regions in the parameter space. The results corroborate with DUNE proposal to measure the values of CP and 23 with greater accuracy than current experiments and determine the mass hierarchy. As a new contribution to the DUNE collaboration, we show that the change in the density distribution of the beam line causes a deviation of at most 1.4 relative in determining the range of values of CP . For determination of the ranges of values of the NSI parameters, there is a minimum deviation of 1.4 relative for the determination of "ee and a maximum deviation of 4 relative in determining |"eμ|. We also show that DUNE may restrict the values of the NSI parameters to values less than 1 for the parameters "ee and " , and values less than 0.1 for the other NSI parameters.
Nonstandard Interactions;DUNE;Neutrino Oscillations;Long- Baseline Experiments;Matter Distributions
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

FÍSICA
FÍSICA DE PARTÍCULAS E CAMPOS
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Banca Examinadora

CELIO ADREGA DE MOURA JUNIOR
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
MARCELO MORAES GUZZO Participante Externo
MARCELO AUGUSTO LEIGUI DE OLIVEIRA Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 24

Vínculo

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Não