Orientadores: Carlos Ourivio Escobar, Amir Ordacgi Caldeira

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin

Resumo: A oscilação de neutrinos é um modelo muito bem sucedido em explicar uma grande variedade de experimentos. O modelo se embasa na premissa de que os neutrinos que interagem através da força fraca por corrente carregada não são autoestados de massa, mas uma superposição destes. De forma geral,...

Resumo: A oscilação de neutrinos é um modelo muito bem sucedido em explicar uma grande variedade de experimentos. O modelo se embasa na premissa de que os neutrinos que interagem através da força fraca por corrente carregada não são autoestados de massa, mas uma superposição destes. De forma geral, a superposição em sistemas quânticos está sujeita a perda de coerência de forma que estados puros tendem a estados mistos. Esse tipo de evolução não é possível no contexto de sistemas quânticos isolados pois a evolução é unitária e, portanto, invariante por inversão temporal. A quebra da unitariedade permite que uma seta do tempo seja introduzida e o efeito característico para os neutrinos é o amortecimento das oscilações. Investigamos aqui alguns modelos fenomenológicos de descoerência e decaimento que podem ser observados por MINOS, um experimento de oscilação de neutrinos que consiste em medir o uxo de neutrinos produzidos num acelerador de partículas a 735 km de distância. Para esta tese, analisamos o desaparecimento de neutrinos muônicos em MINOS. Informações de outros experimentos são utilizadas para restringir o número de parâmetros de forma que apenas um parâmetro extra é introduzido para cada modelo. Adotamos uma dependência energética em forma de lei de potência para o parâmetro de descoerência. A simulação e software ociais do experimento MINOS são utilizados para obter a sensibilidade do experimento aos efeitos de quebra de unitariedade considerados

Abstract: The neutrino oscillation model is very successful in explaining a large variety of experiments. The model is based on the premise that the neutrinos that interact through the weak force via charged current are not mass eigenstates, but a superposition of them. In general, a quantum...

Abstract: The neutrino oscillation model is very successful in explaining a large variety of experiments. The model is based on the premise that the neutrinos that interact through the weak force via charged current are not mass eigenstates, but a superposition of them. In general, a quantum superposition is subject to loss of coherence, so that pure states tend toward mixed states. This type of evolution is not possible within the context of isolated quantum systems because the evolution is unitary and, therefore, is invariant under time reversal. By breaking unitarity, an arrow of time is introduced and the characteristic effect for neutrinos is a damping of oscillations. In this thesis, some phenomonological decoherence and decay models are investigated, which could be observed by MINOS, a neutrino oscillation experiment that consists of measuring the neutrino ux produced in a particle accelerator 735 km away. We analyse the disappearance of muon neutrinos in MINOS. Information from other experiments is used to constrain the number of parameters, leaving only one extra parameter in each model. We assume a power law energy dependence of the decoherence parameter. The o-cial MINOS software and simulation are used to obtain the experiment's sensitivities to the eects of unitarity breaking considered