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Neutrinos ultra-energéticos

Neutrinos ultra-energéticos. Alberto Gago Medina Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) Coloquio de Física 2 de Junio 2011. basada en parte en JHEP1004:066,2010 (M.Bustamante, A.M.G, C. Peña-Garay). Neutrinos. las Tres Familias de la Materia.

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Neutrinos ultra-energéticos

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  1. Neutrinos ultra-energéticos Alberto Gago Medina Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) Coloquio de Física 2 de Junio 2011 basada en parte en JHEP1004:066,2010 (M.Bustamante, A.M.G, C. Peña-Garay)

  2. Neutrinos las Tres Familias de la Materia Neutrinos leptones sin carga que interactúan débilmente con la materia

  3. (1930) W. Pauli propone una nueva partícula para salvar la incompatibilidad entre el espectro observado (continuo) de la energía del electrón y el esperado (monocromático) (1956)- F. Reines y C.Cowan detectaron por primera vez el neutrino usando la reacción dentro del proyecto que bautizaron como Poltergeist Neutrinos

  4. Neutrino solares-Anomalia • Experimentos de neutrinos solares • Demostrar fusion en el Sol • Primera evidencia de oscilaciones

  5. Neutrinos solares - Solucion • Sudbury Neutrino Observatory ( blanco de D2O ) observa: • Corriente cargada • Corriente neutra • Flujo total de neutrinos solares consistente con el modelo solar nxe →nxe

  6. Neutrinos atmosféricos

  7. Neutrinos atmosféricos • Neutrinos atmosféricos observados desde 1978 • Déficit de los neutrinos de muon observado por décadas Solución

  8. Pontecorvo(1958,1969) y Maki et. al. (1962) primeros en sugerir el fenomeno de oscilaciones de neutrinos Oscilaciones 2n Los neutrinos tienen masas diferentes  oscilaciones de neutrinos Oscilaciones de Neutrinos

  9. Datos de Super-Kamiokande 2004 Kamland: 3MeV neutrinos, 180km MINOS: 3000MeV neutrinos, 735km Oscilaciones de neutrinos Probabilidad de oscilación Señales de oscilación Es necesario un sistema de 3 n

  10. No se conoce aún: Fase de CP Limitesen q13 Solar & Reactor Atms & LBL Reactor & LBL Oscilaciones de neutrinos (3)

  11. Oscilaciones de neutrinos (3) Hamiltoniano de oscilación debido a masa:

  12. Simetría CPT

  13. Violación de CPT (CPTV) en el sector de neutrinos CPT-par CPT-impar Surgen de un rompimiento espontáneo de simetría CPT de teorias de cuerdas D. Colladay and V. A. Kostelecky (Phys. Rev. D58: 116002, 1998) proponen terminos que violan CPT en el sector de neutrinos como:

  14. CPTV y oscilaciones de neutrinos

  15. Física no estándar-CPT Consecuencias en la Probabilidad de oscilación

  16. Fuente de neutrinos Dado que: n El HCPTVse torna mas relevante conforme la energia crece Escenario ideal: Nucleos Activos de Galaxia(AGN) donde se pueden producir neutrinos de energías de un orden de 1021 eV.

  17. fotones protones E>1019 eV ( 150 Mly ) Acelerador cosmico PeV (borde de la Galaxia) neutrinos protones gammas protones E<1019 eV GZK cutoff, 60EeV, 150 Mly Propagación de Partículas en el Universo Universo opaco para fotones y protones GZK : Greisen-Zatsepin-Kuzmin

  18. n Telescopio de Neutrinos

  19. Rayos Cósmicos Composición: mayormente protones y partículas alfa • “Knee” 1015 eV, galáctico, SN shocks. • “Ankle” 1018eV extragaláctico, Núcleos activos de galaxias Espectro de Energía obedece una ley de potencias:

  20. Aceleradores Cósmicos Criterio de Hillas E : Energía B : Campo Magnético R: Tamaño de la Región G : factor de Lorentz Encima de línea roja: fuentes capaces de acelerar protones hasta energías de 1021 eV Encima de línea verde: fuentes capaces de acelerar nucleos de fierro hasta energías de 1020 eV

  21. Mecanismos de aceleración • El espectro de rayos cósmicos se explica a través del choque de aceleración difuso • Este se explica a través del mecanismo de Fermi

  22. Ondas de Choque Jets Aceleracion de Fermi Agujero Negro Disco de Acrecion Núcleos Activos de Galaxias Neutrinos producidos en el jet vía:

  23. Muones absorbidos antes de decaer Otros : (0 : 1 : 0) (1 : 0 : 0) Escenarios Razones de flujo en la producción (Fe : Fm : Ft ) El típico (1 : 2 : 0) Fuente de neutrones (Foto desintegración Nuclear)

  24. Flujos en la detección

  25. Flujos en la detección 1:0:0 1:2:0 0:1:0

  26. Flujos en la detección Considerando solo oscilaciones

  27. 1:2:0 0:1:0 1:0:0 Análisis Observables

  28. 1:0:0 1:2:0 0:1:0 Resultados –Puntos Notables (CPT)

  29. Oscilación Estandard 1s Oscilación Estándar 3s Resultados – Variando l (CPT)

  30. Oscilación Estándar 1s Oscilación Estándar 3s Resultados – (CPT+Decaimiento)

  31. GRACIAS!

  32. Núcleos Activos de Galaxias • Centro compacto de muy alta luminosidad en todo el rango del espectro electromagnético • Esta radiación es producto de la fricción debido a la rotación del disco de acrecimiento que alimenta de materia que al super masivo agujero negro central (106 masas solares) • Eventualmente pueden producir “jets”

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