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Distinguishing non-standard neutrino interaction scenarios
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-04) Pérez García, Alicia; Gago Medina, Alberto Martín
Las oscilaciones de neutrinos son uno de los casos más representativos de física más allá del Modelo Estándar de partículas elementales. Aunque se ha establecido que este comportamiento es inducido por la diferencia de masas de neutrinos (oscilaciones estándar), las anomalías observadas en la data experimental podrían ser explicadas con física no estándar presente de manera subyacente a las oscilaciones inducidas por masa. Actualmente, se manejan diferentes escenarios de física no estándar, pero no se tienen claras distinciones en su modificación de las observaciones de oscilaciones de neutrinos esperadas, ni preferencias establecidas de la naturaleza por ellos. Este trabajo propone el análisis de estadísticos y/o valores resultantes de ajustes de diferentes modelos a la data, para evaluar la posible distinción entre el-los. En particular, nos enfocamos en el marco de Interacciones no-estándar de neutrinos con materia (Non-Standard Interactions - NSI), evaluadas en el experimento DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment). Escogemos tres casos representativos y específicos del amplio conjunto de parámetros que ofrecen la interacciones no-estándar, y realizamos ajustes a la data generada considerando alguno como el que se encuentra presente en la naturaleza. Evaluamos el comportamiento de la significancia de los ajustes y la distorsión en la fase de violación CP respecto a la fase true, mientras intensificamos la presencia del caso NSI true. Buscamos identificar patrones para cada caso y sistematizar sus efectos característicos sobre las observaciones. Encontramos que efectivamente es posible identificar patrones en el comportamiento de las cantidades elegidas, aunque una relación directa entre ellas no puede ser establecida. Esto demuestra la posibilidad de aplicar el método en otros escenarios más allá ́ a del modelo estándar, resaltando la importancia del uso de varias cantidades resultantes de los ajustes de los modelos. Parte de este trabajo fue incluido en el poster titulado DUNE sensitivity for observing/discriminating theories beyond standard neutrino oscillation, presentado en XVIII International Conference on Topics in Astroparticles and Underground Physics (TAUP 2023).
Revisión teórica de física no-estándar para su introducción en oscilaciones de neutrinos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-18) Pérez García, Alicia; Gago Medina, Alberto Martín
Esta tesis contiene al Trabajo de Investigación para Bachillerato presentado en [1], donde se incluyen los capítulos 1, 2 y 3. Estos han sido revisados y corregidos según correspondía. Los capítulos 4, 5 y 6 de este trabajo son contribuciones nuevas. Los neutrinos juegan un papel importante en nuestro entendimiento de la naturaleza y están siendo estudiados exhaustivamente en la actualidad. En particular, la solución de oscilaciones de neutrinos inducidas por masa está respaldada por contundente evidencia experimental, y presenta un excelente escenario para observar nuevas interacciones con materia. Como un punto de partida en la investigación en Física de Neutrinos, nuestro objetivo es revisar el formalismo de oscilaciones de neutrinos e Interacciones No-Estándar (NSI). Este trabajo propone la revisión de la descripción en Mecánica Cuántica de las oscilaciones de neutrinos, discutiendo las inconsistencias de las aproximaciones usuales y planteando una más precisa. El mecanismo de oscilaciones en materia también es estudiado con el propósito de derivar las ecuaciones diferenciales a resolver para la evolución de estados. Además, debido a que su masa puede causarlas, revisamos el marco comúnmente usado de Interacciones No-Estándar de neutrinos con materia y su introducción en las ecuaciones. Los efectos de NSI son considerados en la producción, detección y propagación de neutrinos, particularmente en el contexto de Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). Para encontrar los estados evolucionados, se desarrolló un programa para resolver la ecuación de Schrödinger numéricamente. Los resultados fueron comparados con los datos existentes de un software de simulación de experimentos de neutrinos, permitiendo la validación de nuestras soluciones y, de la misma manera, la modificación apropiada del software. Los efectos de las Interacciones No-Estándar son presentadas de manera más evidentes.
Revisión teórica de oscilaciones de neutrinos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-03-19) Pérez García, Alicia; Gago Medina, Alberto Martín
Neutrinos play an important role in understanding nature’s behavior, from the suggestion of their existence, to the experimental issues found in the way of trying to present evidence for it. The oscillation induced by mass is supported by overwhelming experimental evidence. This work proposes a theoretical revision of the quantum mechanical descrip-tion of neutrino oscillations, discussing the inconsistencies of the usual ap-proaches and giving a more precise one. Moreover, the mechanism for oscilla-tions in matter is studied with the purpose of finding the differential equation to solve for the evolution of the neutrino states. For finding the evolved states, a code for solving the Schr¨odinger equation nu-merically was developed. The results were compared with the data from an already existing simulation software for neutrino experiments, allowing the validation of our solutions. Some steps following this work, such as the in-troduction of Non-Standard physics and predictions at future experiments, are described.