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[en] RESTRICTING THE VIOLATION OF EQUIVALENCE PRINCIPLE BY ICECUBE S ATMOSPHERIC NEUTRINO DATA / [pt] RESTRINGINDO A VIOLAÇÃO DO PRINCÍPIO DA EQUIVALÊNCIA COM DADOS DE NEUTRINOS ATMOSFÉRICOS DO ICECUBELIZANDRA MINEIRO CAMPOS CHAGAS 27 August 2024 (has links)
[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.
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[en] CASCADED GAMMA-RAY COUNTERPART OF THE ICECUBE NEUTRINOS / [pt] CONTRAPARTIDA EM RAIOS-GAMA CASCATEADOS DOS NEUTRINOS DO ICECUBEANTONIO CAPANEMA GUERRA GALVAO 13 April 2021 (has links)
[pt] Em 2013, o IceCube Neutrino Observatory, localizado no Polo Sul, descobriu
um fluxo de neutrinos astrofísicos com energias de PeV. Mais tarde,
descobriu-se que este fluxo se estendia até pelo menos aproximadamente 10 TeV. Apesar de
muitos esforços desde então, determinar as suas fontes permanece sendo um dos
maiores desafios na comunidade de astrofísica. Nesta dissertação, investigamos
possíveis fontes através de uma abordagem multimensageira bem motivada.
Em qualquer mecanismo para a produção de neutrinos cósmicos, obrigatoriamente
há produção simultânea de raios gama com energias comparáveis. Ao
contrário de neutrinos, que atravessam o Universo ilesos, raios gama de altas
energias sofrem interações com fótons de fundo em um processo de degradação
de energia conhecido como cascata eletromagnética. Na Terra, eles contituem
o fundo extragalático de raios gama difuso (EGB), medido com precisão
pelo Fermi Gamma-ray Space Telescope entre GeV–TeV. Realizando uma análise
conservativa, quantitativa e multimensageira, encontra-se uma tensão de
maior ou aproximadamente 3delta (possivelmente chegando a aproximdamente 5 delta) entre os dados do IceCube e do EGB, apontando para a exitência de uma nova classe de aceleradores cósmicos de alta energia, como, por exemplo, fontes opacas para raios gama. / [en] In 2013, the IceCube Neutrino Observatory, located at the South Pole,
discovered a flux of astrophysical neutrinos with PeV energies, later found
to extend down to at least approximately 10 TeV. Despite many efforts since then,
determining their sources remains one of the most daunting challenges in the
astrophysics community. In this dissertation, we investigate possible sources via
a well-motivated multimessenger approach. In any production mechanism of
cosmic neutrinos, there must also be a simultaneous production of
gamma-rays withcomparable energies. Unlike neutrinos, which travel unscathed throughout the
Universe, high energy gamma-rays undergo interactions with background photons
in an energy-degrading process known as electromagnetic cascade. At the
Earth, they constitute the diffuse extragalactic gamma-ray background (EGB),
precisely measured by the Fermi Gamma-ray Space Telescope in the GeV–TeV
range. By performing a conservative, quantitative, multimessenger analysis,
we find greater than a or approximately to 3 delta (possibly as large as approximately 5 delta) tension between IceCube and EGB data, pointing towards the existence of a new class of high energy cosmic
accelerators, such as gamma-ray-opaque sources.
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