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[en] STUDY OF THE EFFECTS OF STERILE NEUTRINOS IN BETA DECAY EXPERIMENTS / [pt] ESTUDO DOS EFEITOS DE NEUTRINOS ESTÉREIS EM EXPERIMENTOS DE DECAIMENTO BETAFABIO ALEX PEREIRA DOS SANTOS 22 October 2008 (has links)
[pt] Nesta dissertação, estudamos do ponto de vista
fenomenológico, os efeitos de neutrinos estéreis para os
observáveis de massas de neutrinos baseado nos dados do
experimento LSND e nos resultados divulgados recentemente
pela colaboração MiniBooNE. Consideramos observáveis de
massa as seguintes quantidades: o parâmetro de massa
cinemática cuja medida é realizada em experimentos com o
decaimento beta do tritium tendo seu valor atual fornecido
pelos experimentos Mainz e Troitsk; a massa efetiva de
Majorana, que é uma quantidade que pode ser obtida em
experimentos com o duplo decaimento beta sem neutrinos;
finalmente, a soma de massas dos neutrinos, a qual é
vinculada por dados cosmológicos. Nossa análise é realizada
considerando os possíveis ordenamentos de massas para o
caso em que temos dois neutrinos estéreis além dos três
neutrinos ativos usuais, cuja adição é necessária para
explicar os resultados de LSND e MiniBooNE ao mesmo tempo.
Neste cenário, temos oito possíveis ordenamentos de massas,
os quais dividimos em três grupos. No primeiro grupo, temos
que os dois neutrinos estéreis são mais pesados que os três
neutrinos ativos. No segundo grupo, os dois neutrinos
estéreis são mais leves que os três neutrinos ativos. Cada
um destes dois grupos tem possibilidades que dependem do
ordenamento de massas dos neutrinos ativos que pode ser
normal ou invertido. No terceiro e último grupo temos que
um neutrino estéril é mais leve e o outro mais pesado que
os três neutrinos ativos. Neste grupo, existem quatro
possibilidades de ordenamento associada ao posicionamento
dos neutrinos estéreis e ao ordenamento dos neutrinos do
setor ativo. Investigamos os observáveis de massas em cada
um destes cenários. / [en] In this dissertation we study, from the phenomenological
point of view, the effects of sterile neutrinos for the
observables related to neutrino masses based on the data of
the LSND experiment and on the results releasedrecently by
the MiniBooNE collaboration. We consider the following mass
related obsevables: the kinematic mass parameter which is
obtained in tritium beta decay experiments whose current
value is provided by Mainzand Troitsk experiments; the
Majorana effective mass, it is a quantity that can be
obtained in neutrinoless double beta decay experiments. In
additionto these quantities, we also consider the sum of
neutrinos masses, which isconstrained by cosmological data.
Our analysis is performed by considering the possible mass
orderings for the cases where we have two sterile
neutrinosbeyond the three standard active neutrinos, whose
addition is necessary to explain the results of LSND
andMiniBooNE simultaneously. In this scenariot here are
eight possible mass orderings, which are divided into three
groups.In the first group we have two sterile neutrinos
which are heavier thanthe three active neutrinos. In the
second group the two sterile neutrinosare lighter than the
three active neutrinos. Each of these two groups canbe
further divided into 2 subgroups depending on the mass
ordering ofthe active neutrinos that can be normal or
inverted. In the third and lastgroup we have one sterile
neutrino lighter and the other heavier than thethree active
neutrinos. In this group there are four possibilities of
ordering depending on the positioning of the sterile
neutrinos with respect to theactive ones and on the mass
ordering of the active states. We investigate
systematically the masses observable in each of these
scenarios.
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[en] CONSTRAINING MAJORANA CP PHASE IN PRECISION ERA OF COSMOLOGY AND DOUBLE BETA DECAY EXPERIMENT / [pt] VINCULANDO A FASE DE VIOLAÇÃO DE CP DE NEUTRINOS DE MAJORANA NA ERA DE PRECISÃO DA COSMOLOGIA E DOS EXPERIMENTOS DE DUPLO DECAIMENTO BETA04 November 2021 (has links)
[pt] Atualmente podemos determinar com grande precisão os parâmetros das massas e misturas dos neutrinos. Porém, mesmo que no futuro as incertezas sobres as medidas destes parâmetros sejam reduzidas
considerablemente, talvez algumas questões ainda continuem em aberto, como por exemplo, o valor absoluto da massa dos neutrinos, a hierarquia de massa e também determinar se os neutrinos são de Majorana ou Dirac, e se forem de Majorana, então quais seriam os valores das fases de CP? Nesta
tese, nós abordamos parte destas questões estudando a detetabilidade da fase CP de Majorana através das medidas de massa dos neutrinos, que são extraídas de experimentos de decaimento beta, duplo decaimento beta sem neutrinos e observações cosmológicas. Para quantificar a sensibilidade dos
experimentos à fase de Majorana, além de usar os gráficos convencionais das regiões permitidas, usamos a função de exclusão, definida como uma fração no espaço de parâmentros CP, que é excluída quando um conjunto de parâmetros de entrada é fornecido. A sensibilidade dos experimentos é considerada quando variamos as incertezas desde o valor mais pessimista até o valor mais optimista e também incluímos o erro experimental devido à matriz de elementos nucleares. Com esta análise, encontramos que a fase de
Majorana, denotada como a21, pode ser restringida ao ser excluído o espaço de parâmentros entre um 10 por cento e até 50 por cento, com um nível de confiança de 3o, isto se consideramos que a massa do neutino mais leve é 0.1eV. Também são tratados aspectos característicos da sensibilidade à fase a21, como por exemplo, a dependência à outra fase de Majorana a31. Para finalizar, nós estudamos o caso de se na atualidade, a incerteza do elemento de matriz nuclear pode ser limitado usando as medidas dos mesmos experimentos. / [en] Nowdays we are in a precision epoch where is possible to get accurately
the parameters that involve the neutrino physics, however, even that in
the future the uncertainties on those parameters will decrease enormously,
perhaps still will continue some open question, for instance, what is the
absolute mass of neutrinos? What is the hierarchy of the masses? Are the
neutrinos Majorana or Dirac? And if they were Majorana, what would be
the value of the CP phases? In this work, we studying the detectability
of the CP phase through experiments of neutrino beta decay, neutrinoless
double beta decay and cosmology. In order to quantify the sensitivity to the
Majorana phase we use the CP exlusion fraction, it is a fraction of region of
the CP phase, that is excluded for a given set of assumed input parameters.
The experiments sensitivity is account when it is varied since the pessimistic
to optimistic one, assumptions of the experimental erros, the uncertainty
of nuclear matrix elements and all the scenarios are considering with the
Normal and Inverted hierarchies. We find that a Majorana phase, the called
a21 can be constrained strongly by excluded 10 − 50 per cent of phase space at
3o CL for the lowest neutrino mass of 0.1 eV. The characteristic features
of the sensitivity to a21, such as dependences on the other phase a31 are
addressed. We also arise the question of whether the uncertainties of nuclear
matrix elements could be constrined be consistancy of such measurements.
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