Neste trabalho são apresentados resultados experimentais referentes ao decaimento beta do Nb POT.92, obtidos a partir de medidas da atividade gama residual que segue a reação Nb POT.93 (gamma, n). A alimentação do nível a 2067 keV do Zr POT.92 foi determinada com boa precisão. A não observação de transições gama que envolvem os níveis 0 POT.+ e 4 POT.+ do Zr POT.92 permitiram, a partir de uma analise estatística rigorosa determinar-se limites superiores para a alimentação desses níveis. Os resultados experimentais obtidos, bem como diversos outros disponíveis na bibliografia especializada, foram analisados a luz do modelo de camadas, explorando-se especialmente a contribuição do orbital de nêutrons g IND.7/2 nos primeiros níveis excitados do Zr POT.92. Os cálculos foram feitos usando-se valores publicados para os elementos de matriz da interação residual próton-próton e supondo-se uma interação delta superficial para a interação nêutron-nêutron. / We have investigated the beta decay of Nb POT.92 measuring the residual gamma activities associated with the Nb POT.93 (gamma, n) reaction. The beta branch to the 2067 keV Zr POT.92 level has been determined. Unobserved gamma-rays, with a rigorous statistical analysis, allow the determination of upper limits to beta transitions to the 0 POT.+ and 4 POT.+ levels of Zr POT.92. We have compared ours and other published results with the predictions of shells model, exploring the g IND.7/2 neutron orbit contribution to the levels of Zr POT.92 The shell model calculations have been made using published values for the proton-proton matrix elements. The neutron-neutron matrix elements have been determined assuming a surface delta interaction.

Neste trabalho são apresentados resultados experimentais referentes ao decaimento beta do Nb POT.92, obtidos a partir de medidas da atividade gama residual que segue a reação Nb POT.93 (gamma, n). A alimentação do nível a 2067 keV do Zr POT.92 foi determinada com boa precisão. A não observação de transições gama que envolvem os níveis 0 POT.+ e 4 POT.+ do Zr POT.92 permitiram, a partir de uma analise estatística rigorosa determinar-se limites superiores para a alimentação desses níveis. Os resultados experimentais obtidos, bem como diversos outros disponíveis na bibliografia especializada, foram analisados a luz do modelo de camadas, explorando-se especialmente a contribuição do orbital de nêutrons g IND.7/2 nos primeiros níveis excitados do Zr POT.92. Os cálculos foram feitos usando-se valores publicados para os elementos de matriz da interação residual próton-próton e supondo-se uma interação delta superficial para a interação nêutron-nêutron. / We have investigated the beta decay of Nb POT.92 measuring the residual gamma activities associated with the Nb POT.93 (gamma, n) reaction. The beta branch to the 2067 keV Zr POT.92 level has been determined. Unobserved gamma-rays, with a rigorous statistical analysis, allow the determination of upper limits to beta transitions to the 0 POT.+ and 4 POT.+ levels of Zr POT.92. We have compared ours and other published results with the predictions of shells model, exploring the g IND.7/2 neutron orbit contribution to the levels of Zr POT.92 The shell model calculations have been made using published values for the proton-proton matrix elements. The neutron-neutron matrix elements have been determined assuming a surface delta interaction.

[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.

Neste trabalho foram estudados os níveis excitados do 193Ir produzidos a partir do decaimento β do 193Os (T1/2 ~ 30h). Para a obtenção das amostras radioativas, ~ 5mg de Ósmio metálico (99% enriquecido em 192Os) foram irradiados no reator IEA-R1, sob um fluxo de nêutrons da ordem de 1012cm2 s1 e depois analisadas, empregando-se a técnica de espectroscopia γ simples (unidimensional) com espectrômetro γ de alta resolução, bem como as técnicas de espectroscopia de coincidência γγ e de correlação angular direcional γγ (θ) usando um sistema de aquisição multiparamétrica composto por 4 detectores HPGe. A partir destes dados, foi possível adicionar 28 transições a este esquema de decaimento, 11 das quais já eram conhecidas de outros estudos envolvendo reações nucleares, além de 17 observadas pela primeira vez. Também foram acrescentados 8 níveis excitados ao esquema de decaimento, sendo 3 conhecidos por outras reações e 5 completamente novos. Além disso, foi possível confirmar a suspeita encontrada na literatura de que os níveis a 848,93keV e 849,093keV são o mesmo, além de confirmar a existência de um nível excitado a 806,9keV. A análise de correlação angular direcional permitiu a definição do spin de do nível excitado a 874kev (5/2+), além de propor uma probabilidade de 79% do nível a 1078keV ter spin 5/2, e de restringir as possibilidades de spin para o nível novo a 960keV para duas (1/2 ou 3/2). Também foi possível determinar a razão de mistura multipolar (δLn+1/Ln) para 43 transições, sendo 19 pela primeira vez e praticamente todas as restantes com precisão melhor que a encontrada na literatura. Finalmente, foi feita uma tentativa de compreender o núcleo através de um modelo teórico, o qual reproduziu muito bem o estado fundamental e os dois primeiros estados excitados do 193Ir. / In this work, the excited levels of 193Ir populated by the β decay of 193Os (T1/2 30h) were investigated. For that purpose, 5mg samples of 99%-enriched 192Os were irradiated under a thermal neutron flux of 1012s1 and then analysed both using single gamma spectroscopy and a 4-detector multiparametric acquisition facility, which provided data for both a γγ coincidence analysis and a directional angular correlation γγ (θ) study. From these data, 28 transitions were added to this decay scheme, 11 of which were previously known from nuclear reactions and 17 observed for the first time. Eight excited levels were also added to the decay scheme, 3 of which were known from nuclear reaction studies the remaining 5 are suggested for the first time. Moreover, it was possible to confirm suspicions found in reference that the levels at 848.93keV and 849.093keV are indeed the same; it was also possible to confirm the existence of an excited level at 806.9keV, which had been inferred, but not experimentally confirmed in β decay studies to date. The angular correlation analysis allowed for the definition of the spin of the excited level at 874keV as 5/2+; moreover, the results showed a 79% probability that the spin of the 1078keV level is 5/2, and also restricted the spin possibilities for the new excited level at 960keV to two values (1/2 or 3/2). It was also possible to measure the multipolarity mixing ratio (δLn+1/Ln) for 43 transitions 19 of them for the first time and most of the others with a better precision than previously known. Finally, an attempt was made to understand the low-lying levels structure for this nucleus using a theoretical model, which reproduced the ground state and the two lowest-lying excited levels in 193Ir.

Neste trabalho foram estudados os níveis excitados do 193Ir produzidos a partir do decaimento β do 193Os (T1/2 ~ 30h). Para a obtenção das amostras radioativas, ~ 5mg de Ósmio metálico (99% enriquecido em 192Os) foram irradiados no reator IEA-R1, sob um fluxo de nêutrons da ordem de 1012cm2 s1 e depois analisadas, empregando-se a técnica de espectroscopia γ simples (unidimensional) com espectrômetro γ de alta resolução, bem como as técnicas de espectroscopia de coincidência γγ e de correlação angular direcional γγ (θ) usando um sistema de aquisição multiparamétrica composto por 4 detectores HPGe. A partir destes dados, foi possível adicionar 28 transições a este esquema de decaimento, 11 das quais já eram conhecidas de outros estudos envolvendo reações nucleares, além de 17 observadas pela primeira vez. Também foram acrescentados 8 níveis excitados ao esquema de decaimento, sendo 3 conhecidos por outras reações e 5 completamente novos. Além disso, foi possível confirmar a suspeita encontrada na literatura de que os níveis a 848,93keV e 849,093keV são o mesmo, além de confirmar a existência de um nível excitado a 806,9keV. A análise de correlação angular direcional permitiu a definição do spin de do nível excitado a 874kev (5/2+), além de propor uma probabilidade de 79% do nível a 1078keV ter spin 5/2, e de restringir as possibilidades de spin para o nível novo a 960keV para duas (1/2 ou 3/2). Também foi possível determinar a razão de mistura multipolar (δLn+1/Ln) para 43 transições, sendo 19 pela primeira vez e praticamente todas as restantes com precisão melhor que a encontrada na literatura. Finalmente, foi feita uma tentativa de compreender o núcleo através de um modelo teórico, o qual reproduziu muito bem o estado fundamental e os dois primeiros estados excitados do 193Ir. / In this work, the excited levels of 193Ir populated by the β decay of 193Os (T1/2 30h) were investigated. For that purpose, 5mg samples of 99%-enriched 192Os were irradiated under a thermal neutron flux of 1012s1 and then analysed both using single gamma spectroscopy and a 4-detector multiparametric acquisition facility, which provided data for both a γγ coincidence analysis and a directional angular correlation γγ (θ) study. From these data, 28 transitions were added to this decay scheme, 11 of which were previously known from nuclear reactions and 17 observed for the first time. Eight excited levels were also added to the decay scheme, 3 of which were known from nuclear reaction studies the remaining 5 are suggested for the first time. Moreover, it was possible to confirm suspicions found in reference that the levels at 848.93keV and 849.093keV are indeed the same; it was also possible to confirm the existence of an excited level at 806.9keV, which had been inferred, but not experimentally confirmed in β decay studies to date. The angular correlation analysis allowed for the definition of the spin of the excited level at 874keV as 5/2+; moreover, the results showed a 79% probability that the spin of the 1078keV level is 5/2, and also restricted the spin possibilities for the new excited level at 960keV to two values (1/2 or 3/2). It was also possible to measure the multipolarity mixing ratio (δLn+1/Ln) for 43 transitions 19 of them for the first time and most of the others with a better precision than previously known. Finally, an attempt was made to understand the low-lying levels structure for this nucleus using a theoretical model, which reproduced the ground state and the two lowest-lying excited levels in 193Ir.

[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.

Nesta tese, realizamos dois tipos de estudos fenomenológicos através de uma análise detalhada de alguns experimentos terrestres atuais e futuros. No primeiro, estudamos dois mecanismos exóticos de conversão de sabor: descoerência quântica e interações não padrão do neutrino com a matéria. Para descoerência, vinculamos o parâmetro de descoerência bem como testamos como distinguir a solução de descoerência pura do mecanismo padrão de oscilação no contexto de duas gerações. No caso das interações não padrão, assumimos que esta é subdominante frente ao mecanismo de oscilação padrão, e encontramos os possíveis limites que poderão ser obtidos para essas interações utilizando uma fábrica de neutrinos futura. No segundo tipo de estudo, determinamos os parâmetros de oscilação solares pela análise combinada dos dados dos neutrinos solares e de KamLAND, e estimamos a precisão nos parâmetros de mistura atmosféricos que poderá ser atingida pelos experimentos de LongBaseLine futuros MINOS, ICARUS e OPERA. Por fim, investigamos a possibilidade dos experimentos futuros do duplo decaimento sem neutrinos de determinar os parâmetros de não oscilação. / In this thesis, we have done two kind of phenomenological studies through a detailed analysis of present and future terrestrial experiments. In the first study, we analyze two exotic mechanisms of flavour conversion: quantum decoherence and non-standard neutrino-matter interactions. In the case of decoherence, we impose constraints on the decoherence parameter and test how to distinguish between the pure decoherence solution and the standard neutrino ascillation mechanism in the contexto f two neutrino generations. For non-standard interactions, assuming it as a sub-leading process compared to the standard oscillation, we find the possible limits that can be achieved on the strength of these interactions using a future neutrino factory. In the second part of the study, we determine the solar oscillation parameters using a combined analysis of solar neutrino and KamLAND data, and estimate the precision on the atmospheric mixing parameters by that can be accomplished by the LongBaseline experiments MINOS, ICARUS and OPERA. Finally, we investigate the capability of future neutrinoless Double beta decay experiments to determine the non-oscillation parameters.

Nesta tese, realizamos dois tipos de estudos fenomenológicos através de uma análise detalhada de alguns experimentos terrestres atuais e futuros. No primeiro, estudamos dois mecanismos exóticos de conversão de sabor: descoerência quântica e interações não padrão do neutrino com a matéria. Para descoerência, vinculamos o parâmetro de descoerência bem como testamos como distinguir a solução de descoerência pura do mecanismo padrão de oscilação no contexto de duas gerações. No caso das interações não padrão, assumimos que esta é subdominante frente ao mecanismo de oscilação padrão, e encontramos os possíveis limites que poderão ser obtidos para essas interações utilizando uma fábrica de neutrinos futura. No segundo tipo de estudo, determinamos os parâmetros de oscilação solares pela análise combinada dos dados dos neutrinos solares e de KamLAND, e estimamos a precisão nos parâmetros de mistura atmosféricos que poderá ser atingida pelos experimentos de LongBaseLine futuros MINOS, ICARUS e OPERA. Por fim, investigamos a possibilidade dos experimentos futuros do duplo decaimento sem neutrinos de determinar os parâmetros de não oscilação. / In this thesis, we have done two kind of phenomenological studies through a detailed analysis of present and future terrestrial experiments. In the first study, we analyze two exotic mechanisms of flavour conversion: quantum decoherence and non-standard neutrino-matter interactions. In the case of decoherence, we impose constraints on the decoherence parameter and test how to distinguish between the pure decoherence solution and the standard neutrino ascillation mechanism in the contexto f two neutrino generations. For non-standard interactions, assuming it as a sub-leading process compared to the standard oscillation, we find the possible limits that can be achieved on the strength of these interactions using a future neutrino factory. In the second part of the study, we determine the solar oscillation parameters using a combined analysis of solar neutrino and KamLAND data, and estimate the precision on the atmospheric mixing parameters by that can be accomplished by the LongBaseline experiments MINOS, ICARUS and OPERA. Finally, we investigate the capability of future neutrinoless Double beta decay experiments to determine the non-oscillation parameters.