Resumen de Neutrino windows to the origin of matter
El Modelo Estándar de física de partículas (ME) es una teoría cuántica de campos basada en el grupo gauge SU(3)c × SU(2)L × U(1)Y , que ha descrito hasta ahora las interacciones fuertes y electroébiles entre partículas elementales con gran precisión.
Sabemos, sin embargo, que el ME no puede ser el final de la historia, ya que no es capaz de describir consistentemente la gravedad. Por tanto, el ME debe ser una versión a bajas energías de una teoría más completa. Además, hay otras preguntas, tanto experimentales como teóricas, que el ME no puede responder y que reclaman la existencia de física más allá del Modelo Estándar (BSM por sus siglas en inglés).
Experimentalmente, la observación de materia oscura no bariónica (MO) en el Universo a través de sus efectos gravitacionales necesita la extensión del ME para incluir tales estados. Además, través de Big Bang nucleosíntesis (BBN) y observaciones del CMB, sabemos que hay un desequilibrio entre materia y antimateria. Sin embargo, aunque el ME tiene todos los ingredientes necesarios para explicar esta asimetría, se demostró que no puede generar este desequilibrio entre bariones y antibariones, por lo que necesitamos física BSM para explicar este hecho. Así mismo, tenemos evidencia incontestable de la existencia de física BSM por la observación del fenómeno de oscilaciones de neutrinos. Esta es probablemente la señal más clara de física BSM procedente de experimentos en laboratorio. Por tanto, el sector de los neutrinos parece un campo particularmente próspero que investigar para encontrar nueva física y relacionar diferentes problemas abiertos del ME.
Esta tesis se enfoca en el estudio de un futuro súper haz de neutrinos para estudiar oscilaciones y investigar los parámetros característicos del sector de los neutrinos aun desconocidos, como violación de CP, y el orden de las masas de los neutrinos. En segundo lugar, estudiamos la posibilidad de que la MO interactúe principalmente con los neutrinos a través del portal de neutrinos, y que por tanto grandes detectores de neutrinos actuando como observatorios puedan ser nuestra mejor baza para explorar el sector oscuro. Posteriormente consideraremos la posibilidad de que un neutrino de masa del orden del keV generado por el mecanismo de masas de neutrinos puede ser en sí mismo la MO. En la tercera parte estudiaremos la posible relación entre el mecanismo de masas de neutrinos y la asimetría materia-antimateria.
