Physics of the neutrino factory and related long baseline designs
- Autores: Jordi Burguet Castell
- Directores de la Tesis: Juan José Gómez Cadenas (dir. tes.), Pilar Hernández Gamazo (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2008
- Idioma: español
- Materias:
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- Resumen
El descubrimiento de las oscilaciones de neutrino mostró que son masivos. También, que los sus autoestados de masa y de sabor están mezclados, de forma similar a la descrita por la matriz CKM en los quarks. Hoy nos encontramos en una era de medida de precisión de los parámetros que gobiernan estas oscilaciones.
Experimentos pasados sugieren que las oscilaciones tienen lugar en un escenario a tres familias, y han medido muchos de sus parámetros: dos ángulos de mezcla (th12, th23) y dos diferencias de masas al cuadrado (dm12. dm23). Los experimentos de neutrinos actuales y futuros pretenden completar este escenario: darán una medida más precisa de los parámetros conocidos, medirán del signo de dm23 (y por tanto sabrán si la jerarquía de masas es normal o invertida) y, especialmente, podrán descubrir el último ángulo de mezcla th13 > 0 y medir la fase delta que, si es distinta de 0 y 180, implica la existencia de violación CP en el sector leptónico.
Se han propuesto distintos experimentos de larga distancia basados en aceleradores. Estos presentan distintos méritos, problemas y capacidad de cooperación. Hemos explorado el alcance de una Neutrino Factory, la instalación capaz de la mayor precisión. La Neutrino Factory usa neutrinos producidos por la desintegración de muones, obteniendo un haz sin contaminación y con sistemáticos bajos, y explota el potencial de la transición nu_e <--> nu_mu donde los observables relacionados con la violación CP se ven mejor. También exploramos la aparición de correlaciones y degeneraciones que afectan a la reconstrucción, buscamos su origen y proponemos distintas formas de tratarlas.
Más recientemente se han propuesto otro tipo de experimentos relacionados. Exploramos el potencial de los Superbeams (haces de alta intensidad de neutrinos procedentes de la desintegración de piones), Beta beams (haces puros de neutrinos procedentes de la desintegración beta de iones acelerados) y Electron-capture beams (haces de neutrinos monocromáticos procedentes de iones susceptibles de captura electrónica). Optimizamos su diseño con el objetivo de maximizar su sensibilidad por separado y en combinación.
