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Orientadores: Marcelo Moraes Guzzo e Pedro Cunha de Holanda Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin. Resumo: Neste trabalho, estudamos o modelo para violação do princípio da equivalência (VEP) em neutrinos solares e de reatores. Este modelo já foi considerado como uma solução promissora ao problema do neutrino solar (PNS), mas foi descartado por não ser capaz de explicar os dados referentes a neutrinos solares e anti-neutrinos de reatores, com um mesmo conjunto de parâmetros físicos. O modelo de mistura massa-sabor em conjunto com o efeito MSW tem se mostrado como único capaz de explicar todos os dados disponíveis na área. Novos limites para a violação do princípio da equivalência podem ser obtidos para neutrinos solares e de reatores, considerando agora um modelo combinado entre a hipótese de mistura massa-sabor e o modelo de VEP. Nossa análise mostra uma tendência favorável a duas soluções conjuntas onde os efeitos de VEP praticamente não alteram neutrinos solares: uma em que a escala de massa dos neutrinos de reatores permanece inalterada e outra onde tal escala cai levemente, se aproximando do resultado para o ajuste somente dos dados solares. A solução conjunta aponta para o seguinte conjunto de parâmetros: | f D g | = 9,12 + 0,97 -0,78 × 10-21, tan 2 q = 0,478 +0,040-0,038 e D m2 = 6,63 ± 0,31 × 10-5 eV 2 (77,7% C.L.) e | f D g | = 1,91+0,84 -0,61× 10-21, tan 2 q = 0,478+0,040-0,038 e D m2 = 7,73 +0,17-0,20 × 10-5 eV 2 (77,7% C.L.). Ambas soluções melhoram o nível de confiança com relação à solução MSW (tan2 q = 0,462+0,043-0,036 e D m2 = 7,75+0,16-0,12 x 10-5 eV2, 73,1% C.L.) Um limite superior para VEP foi obtido como sendo |f D g | £ 1,3 ×10-20(3 s ) sobre a solução MSW Abstract: In this work, we studied the model for the violation of the equivalence principle (VEP) on solar and reactor neutrinos. This model was already considered as a promising solution to the solar neutrino problem (SNP), but was abandoned because it wasn¿t able to explain all the data with a single set of physical parameters. The mass- avor mixing model, together with the MSW effect has been shown to as the only model able do explain all the available data. New limits for the VEP are obtained for solar and reactor neutrinos, considering a combined model, with the mass- avor mixing hypothesis and the VEP model. Our analysis shows two solutions were the VEP effects practically don¿t change the solar sector: one where the mass scale of the reactor sector remains the same and another one where this scale falls slightly, becoming closer to the solar solution. The combined solution points to the following set of parameters: a "higher vep" | f D g | = 9,12 + 0,97 -0,78 × 10-21, tan 2 q = 0,478 +0,040-0,038 and D m2 = 6,63 ± 0,31 × 10-5 eV 2 (77,7% C.L.) and a "lower vep" | f D g | = 1,91+0,84 -0,61× 10-21, tan 2 q = 0,478+0,040-0,038 e D m2 = 7,73 +0,17-0,20 × 10-5 eV 2 (77,7% C.L.). Both solutions increases the confidence level when compared with the MSW solution (tan2 q = 0,462+0,043-0,036 and D m2 = 7,75+0,16-0,12 x 10-5 eV 2, 73,1% C.L.) A superior limit has also been obtained for VEP: |f D g | £ 1,3 ×10-20(3 s ) over the MSW solution Doutorado Física das Particulas Elementares e Campos Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:50:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-03-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:27Z : No. of bitstreams: 1 000855219.pdf: 679886 bytes, checksum: 0563800f14d8779d50021fa027c9dc38 (MD5) Neste trabalho, apresentamos um resumo dos principais experimentos que constataram a existência de um déficit no fluxo de neutrinos solares, levando assim, ao estabelecimento do chamado Problema dos Neutrinos Solares (PNS). Ainda que brevemente, abordamos a anomalia dos neutrinos atmosféricos. O estudo destes dois sistemas sugere que um mecanismo de conversão de sabor deve ser a solução para ambos. Esse mecanismo, também conhecido como oscilação de neutrinos, requer que massa e mistura sejam introduzidos no setor leptônico neutro. Estudamos a propagação do neutrinos no vácuo e na matéria. Posteriormente, em vista da potencial importância das massas dos neutrinos, como sugerem os experimentos de oscilação, estudamos o setor leptônico neutro descrevendo alguns modelos de massa para neutrinos a título de ilustração. Na sequência, estudamos a possibilidade de violação de CP na oscilação de neutrinos. Primeiramente, definimos as fases de violação de CP de Dirac e de Majorana. Discutimos rapidamente o decaimento 0'nü' 'beta beta' mostrando que estaé a forma mais promissora de testar a natureza de Majorana dos neutrinos. Em particular, mostramos que a violação de CP na oscilação de neutrinos é completamente insensível à mesma questão, ou seja, se os neutrinos são partículas de Dirac ou Majorana. Avaliamos, de forma qualitativa, a importância do ângulo 'teta IND. 13' para a detecção da violação de CP no setor leptônico neutro. Por fim, citamos, como exemplos, os experimentos Double CHOOZ e o Projeto Angra, no Brasil, ambos desenvolvidos com o objetivo de melhorar os limites impostos pelo CHOOZ paraθ13 We present a review of the main experiments which have observed a deficit in the solar neutrino flux, leading to the establishment of the Solar Neutrino Puzzle. Also, we comment on the atmospheric neutrino anomaly. The study of these two systems suggest that a flavor conversion mechanism must be a solution for both deficits. This mechanism, known also as neutrino oscillation, requests that mass and mixing have to be introduced in the neutral leptonic sector. After that we have studied neutrino oscillation in vacuum and in matter. Next, in viewing of the potential importance of neutrino masses, as suggested by all neutrino oscillation data, we have studied the neutral leptonic sector describing some illustrative neutrino mass models. Finally, we have studied CP violation in neutrino oscillation. First, we define the Dirac and Majorana CP violation phases. Second, we discuss in some details the process of neutrinoless double beta decay 0'nü' 'beta beta' showing that it is the best way to provide an evidence for revealing the Dirac or Majorana neutrino character. In particular, we have shown that CP violation in neutrino oscillation is completely insensitive to that question, i.e., if neutrinos are Dirac or Majorana particles. We have also discussed the importance of the mixing parameter 'teta IND. 13' for detecting CP violation in the neutral leptonic sector. To conclude, we comment briefly on both Double CHOOZ and Angra Project experiments. These experiments are aimed to measure 'teta IND. 13' improving the present limits constrained by CHOOZ

Orientador: Marcelo Moraes Guzzo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: O objetivo deste trabalho é produzir um texto didático que sirva como base para alunos de física, ao ingressarem na área da fenomenologia de neutrinos. Introduz-se o modelo de mistura de neutrinos no vácuo, baseado no conceito de superposição de estados. Mostra-se que esta hipótese leva ao fenômeno da oscilação de sabor, o qual se propõe ser uma solução para o problema do neutrino solar. Mostra-se que a oscilação que ocorre no vácuo entre o Sol e a Terra não pode explicar os dados experimentais, sendo necessária a inclusão dos efeitos da matéria solar. O meio solar leva a uma alteração nas previsões devido a efeitos de ressonância. O conjunto de fenômenos que ocorrem devido a presença e à distribuição do meio solar, chamado efeito MSW, leva à verdadeira solução do problema do neutrino solar. Faz-se um ajuste simples no modelo, encontrando o melhor ajuste aos dados de SuperKamiokande. Com o modelo ajustado, mostra-se a concordância com os dados de Homestake Abstract: The subject of this work is to produce a didactic text that can be used by physics students as a basis when incoming on the neutrinos phenomenology area. We introduce the neutrinos mixing model in vacuum, based on the concept of state superposition. We show that this hypothesis leads to avor oscillation phenomenon, the one is proposed to be a solution to the solar neutrino problem. We show that vacuum oscillations between the Sun and the Earth cannot explain the experimental data, making necessary the inclusion of solar matter effects. The solar medium leads to modifications on the predictions because of resonance effects. The set of phenomenon that takes place due to the presence and to the distribution of solar medium, called MSW effect, leads to the real solution of the solar neutrino problem. We make a simple fit on the models parameters, finding the best fit to de SuperKamiokande data set. With the model fitted, we show that it agrees with Homestake data Mestrado Teoria Geral das Particulas e Campos Mestre em Física