京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第21948号 / 理博第4526号 / 新制||理||1650(附属図書館) / 京都大学大学院理学研究科物理学・宇宙物理学専攻 / (主査)准教授 WENDELL Roger, 教授 中家 剛, 教授 鶴 剛 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DFAM

Orientador: Orlando Luis Goulart Peres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-20T17:03:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gratieri_DiegoRossi_D.pdf: 1179296 bytes, checksum: 9a313c3efcf6512bd55d97d0b99d491b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Neste trabalho obtemos de forma independente a descrição da distribuição angular dos eventos de neutrinos atmosféricos vistos pelo detector Super-Kamiokande tanto para as regiões de sub-GeV como multi-GeV. Para tal, estudamos de forma detalhada a seção de choque neutrinonucleon para processos de espalhamento via corrente carregada para todo o intervalo de energia pelo qual o fluxo de neutrinos atmosféricos se estende. Integramos então o produto do fluxo de neutrinos atmosféricos pela seção de choque de detecção dos neutrinos e pela probabilidade de oscilação padrão de neutrinos atmosféricos e obtemos a distribuição angular de eventos em Super-Kamiokande. Através de análise de X2 obtivemos uma região permitida para os parâmetros de oscilação padrão de neutrinos atmosféricos, a diferença quadrática de massas, e o ângulo de mistura, sen2(2?23), compatível com a existente na literatura. Como um teste para oscilação não padrão introduzimos o modelo de neutrinos com massa variável(MaVaN¿s), no qual a massa dos neutrinos depende da densidade do meio. Tal efeito é obtido ao incluir um acoplamento do tipo Yukawa entre os neutrinos e um campo escalar neutro cuja concentração depende da densidade do meio. Estudamos como a inclusão deste efeito altera a probabilidade de oscilação Pµ?µ e, consequentemente, a descrição dos dados de Super-Kamiokande. Obtemos um limite para o parâmetro aMaV aN responsável pela intensidade deste novo efeito, sendo que soluções cuja intensidade do efeito de MaVaN é de 40% ou maior, em comparação com a intensidade da oscilação padrção são excluídas com 90% de nível de confiança / Abstract: In this work we obtain in a independent way the description of the angular distribution of atmospheric neutrino events as seen by the Super-Kamiokande collaboration for the events in the sub-GeV and multi-GeV range. As a first step in this description, we study the neutrino-nucleon charged current cross section for the hole energy range of the experiment, and obtain the number of neutrino events as a function of energy and zenith angle. Including neutrino oscillations in the picture allows us to describe the data from the Super-Kamiokande experiment. We obtain the allowed region for the oscillation parameters ?m223 and sin2(2?23) in reasonable agreement with the result found in the literature. As a test for a non-standard oscillation mechanism we introduce the concept of MaVaN (Mass Varying Neutrinos), derived from the coupling of the neutrinos with a neutral scalar who has its concentration depending of local matter density. The neutrino oscillation probability so changes from the standard oscillation with consequences for the allowed region of oscillation parameters. The parameter amavan describes the relative weight of usual oscillation terms and the MaVaN terms, being aMaV aN = 1 when the two terms are equal. We have found that aMaV aN should be smaller then 0,4 at 90 % C.L. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

[pt] O princípio da equivalência é um pressuposto fundamental da Teoria da Relatividade Geral, entretanto, nas tentativas de quantização da gravidade os cálculos estão levando, muitas vezes, a pequenas violações desse princípio (VEP). Por esse motivo, se mostra necessário testá-lo e obter limites estatísticos para essas violações, a fim de possivelmente descartar alguns cenários. Uma das frentes com grande possibilidade de limitar os valores dessa violação é analisando a oscilação de neutrinos atmosféricos de altas energias, gerados pelos raios cósmicos. A oscilação padrão de sabores dos neutrinos que atravessam a Terra se torna desprezível em altas energias, enquanto a oscilação induzida por VEP se torna cada vez mais proeminente nessa faixa da energia. Neste trabalho, usamos uma abordagem minimalista da VEP, em que ela aconteceria através de diferentes valores de constantes gravitacionais para cada autoestado de massa de neutrino, parametrizado como Gi ≡ γiG onde o G é contante gravitacional, e traçamos limites para os parâmetros \Phi \Delta\gamma_21 e \Phi \Delta\gamma_21 no plano (\Phi \Delta\gamma_21 , \Phi \Delta\gamma_31), onde o \Phi é o potencial gravitacional. Para isso, foram usados os dados de rastros de múons gerados da interação de neutrinos atmosféricos com a rocha ou gelo, coletados por um ano pelo IceCube na sua forma completa (IC-86). Os múons possuem energias entre 400 GeV e 20 TeV, e os dados coletados foram comparados com os valores esperados pelos melhores modelos de produção de neutrinos muônicos atmosféricos. / [en] The equivalence principle is a fundamental assumption of General Relativity. However, in several quantum gravity scenarios, small violations of thisprinciple (VEP) is expected. For this reason, it is important to test this principle and obtain statistical limits on its violation, in order to possibly discardsome scenarios. One way to constrain this violation is analyzing the flavor oscillation pattern of high-energy atmospheric neutrinos, generated by cosmicrays. The standard oscillation of neutrino s flavor crossing the Earth becomesnegligible at high energies, while the oscillation induced by VEP becomes increasingly prominent in this range of energy. In this work, we use a minimalisticapproach about the VEP, in which it would occur because of different valuesof gravitational constants for each neutrino mass eigenstate, parameterized asGi ≡ γiG where G is the gravitational constant, and we derive limits on theparameters Phi Deltagamma_21 and Phi Deltagamma_21 in the (Phi Deltagamma_21 , Phi Deltagamma_31) plane, where Phi is thegravitational potential. To this end, muon-tracks events generated from theinteraction of atmospheric neutrinos with the rock or ice, collected for oneyear by IceCube in its complete form (IC-86), were used. The detected muonshave energies between 400 GeV and 20 TeV, and the collected data has beencompared with the values expected by the best models of atmospheric muonneutrino production.