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Explorando la sensibilidad de DUNE al decaimiento invisible de neutrinos dentro del contexto de las oscilaciones de neutrinos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-06-28) Ascencio Sosa, Marvin Vladimir; Gago Medina, Alberto Martín
El fenómeno de oscilaciones de neutrinos ha sido extensamente estudiado experimentalmente y teóricamente en las últimas décadas. Esto no sólo implicó su confirmación sino también la medida de casi todos los parámetros asociados a ésta. Sin embargo, aún quedan pendientes algunas incógnitas por resolver como son la jerarquía de las masas de los neutrinos, la determinación de la fase que viola la simetría carga-paridad, el problema de las degeneraciones, entre otras. Para poder ser resueltos muchos de estos problemas requieren experimentos de gran escala y con la más óptima tecnología para la detección de neutrinos. El experimento DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) tendrá estas capacidades. Este experimento tiene una distancia fuente – detector de 1300km contando con un detector cercano de alta precisión y uno lejano de 40 kton hecho de Argón Líquido. Estas características no sólo permitirán resolver los problemas mencionados sino que además permitirán estudiar, por ejemplo, neutrinos provenientes del colapso de supernovas, así como el decaimiento del protón, entre otros procesos. En esta tesis se ha realizado una revisión detallada de la física de oscilación de neutrinos tanto en vacío como en materia, incorporando a este último el decaimiento invisible de neutrinos. Este fenómeno aunque descartado hoy para la explicación del problema de los neutrinos solares y atmosféricos. Tiene Actualmente una relevancia como un efecto subdominante dentro de las oscilaciones de neutrinos. Haciendo que la probabilidad de oscilación sufra un amortiguamiento. En esta tesis estudiaremos la sensibilidad de DUNE al nuevo parámetro que corresponde al decaimiento invisible de neutrinos. Viendo como distintos valores de este parámetro modifican el espectro de energía producido por los eventos que se observarían en DUNE. Nuestras simulaciones han sido hechas utilizando el paquete GLoBES (General Long Baseline Experiment Simulator) y usando como datos de entrada inputs, distribuciones proporcionadas por el propio experimento.
From light neutrino decay phenomenology to muon neutrino cross-section measurement at MINERvA experiment
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-15) Ascencio Sosa, Marvin Vladimir; Gago Medina, Alberto Martín
This thesis tackles two essential topics of neutrino physics: neutrino decay and neutrino cross-section measurement. First, the invisible and visible neutrino decay is analyzed through a phenomenological approach, considering future long-baseline neutrino experiments such as DUNE and a hypothetical neutrino beam toward the ANDES laboratory. The study takes into account the νμ and νe disappearance and appearance, respectively, for both FHC and RHC flux modes. The results showed a negligible matter effect for DUNE but significantly more notable at ANDES. At 90% C.L., the sensitivity to the decay parameter α3 can be as small as 2 × 10−6 eV2 for a chosen coupling. The impact of neutrino decay in the determination of θ23 and δCP were also shown. Second, the double-differential cross-section measurement for νμ-carbon interactions with three-momentum transfer |q| < 1.2 GeV obtained with medium energy exposures in the NuMI beam at MINERvA experiment are reported. The measurement is presented as a function of |q| and Eavail and reviews different interaction models and nuclear effects along quasi-elastic to resonance processes to define a new model for a better agreement. The double differential cross sections are compared to the MnvTunes, GENIE, and NuWro predictions.