[pt] SENSIBILIDADE DA PRÓXIMA GERAÇÃO DE DETECTORES DE NEUTRINO À OBSERVAÇÃO DOS EFEITOS DA MATÉRIA DA TERRA EM NEUTRINOS QUE VEM DE SUPERNOVAS NO CONTEXTO DO DECAIMIENTO INVISÍVEL DE NEUTRINOS

[en] SENSITIVITY OF NEXT-GENERATION NEUTRINO DETECTORS TO THE OBSERVATION OF EARTH MATTER EFFECTS ON SUPERNOVA NEUTRINOS IN THE FRAMEWORK OF INVISIBLE NEUTRINO DECAY

[pt] EDWIN ALEXANDER DELGADO INSUASTY

[pt] NEUTRINOS DE SUPERNOVAS

[pt] TEORIA DE DETECAO DE SINAL

[pt] ORDENAMENTO DE MASSAS DE NEUTRINOS

[pt] PROXIMA GERACAO DE DETECTORES DE NEUTRINO

[pt] DECAIMIENTO INVISIVEL DE NEUTRINOS

[pt] EFEITOS DA MATERIA DA TERRA

[pt] ANALISE DE FOURIER

[en] SUPERNOVA NEUTRINOS

[en] SIGNAL DETECTION THEORY

[en] NEUTRINO MASS ORDERING

[en] NEXT-GENERATION NEUTRINO DETECTORS

[en] INVISIBLE NEUTRINO DECAY

[en] EARTH MATTER EFFECTS

[en] FOURIER ANALYSIS

[pt] Nesta tese estudamos o potencial que terão a próxima geração de detectores de neutrinos (JUNO, Hyper-Kamiokande e DUNE) para a detecção dos efeitos da matéria da Terra através da identificação das modulações no espectro de energia dos neutrinos de supernovas de colapso de núcleo em nossa galáxia, assumindo a possibilidade do decaimiento invisível de v2 após os neutrinos terem deixado a estrela, caminho da Terra. Simulações recentes do colapso gravitacional (e subsequente explosão) de estrelas com massa maior do que ~ 8Mo mostram que durante a fase de esfriamento as energias médias (Eve) e (Evx) tornam-se muito semelhantes e os fluxos tendem a se igualar, tornando difícil observar os efeitos da matéria da Terra usando um único detector. Neste trabalho mostramos que a inclusão do decaimiento dos neutrinos também cria a possibilidade de observar os efeitos em consideração no canal de detecção de neutrinos se o ordenamento de massa for normal e no canal anti-neutrino se o ordenamento for invertido, o que não é esperado na ausência de decaimento. Em particular, se a taxa de decaimento for maior do que ~ 70%, descobrimos que o decaimento invisível de v2 pode aumentar as possibilidades de observação dos efeitos da matéria da Terra, mesmo para supernovas a uma distância de 10 kpc de nós.

[en] In this thesis we studied the potential that the next-generation neutrino detectors (JUNO, Hyper-Kamiokande and DUNE) will have to the detection of the Earth matter effects through the identification of the modulations in the energy spectrum of neutrinos from core-collapse supernovae in our galaxy, assuming the possibility of the invisible decay of v2 after the neutrinos have left the star, on their way to Earth. Recent simulations of gravitational collapse (and subsequent explosion) of stars more massive than ~ 8Mo show that during the cooling phase the average energies (EVe) and (Evx) become very similar and the fluxes tend to equalize, making it difficult to observe the Earth matter effects using a single detector. In this work we show that the inclusion of neutrino decay creates also the possibility of observing the effects under consideration in the neutrino detection channel if the mass ordering is normal and in the anti-neutrino channel if the ordering is inverted, which is not expected in the absence of neutrino decay. In particular, if the decay rate is more than ~ 70%, we find that the invisible neutrino decay of v2 can enhance the observation possibilities of Earth matter effects even for supernovae at a distance of 10 kpc from us.

HIROSHI NUNOKAWA

ALEXANDER ARGUELLO QUIROGA

HIROSHI NUNOKAWA

ORLANDO LUIS GOULART PERES

ALEXANDER ARGUELLO QUIROGA

ARMAN ESMAILI TAKLIMI

PIETRO CHIMENTI

DAVID VANEGAS FORERO

2022-01-25

2021-12-01

[pt] TEXTO

application/pdf

INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=57154@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=57154@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.57154