Neutrino properties from the laboratory and the cosmos
- Autores: Pablo Martínez-Miravé
- Directores de la Tesis: Mariam Tortola (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2023
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Nuria Rius (presid.), Michel Sorel (secret.), Massimiliano Lattanzi (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física por la Universitat de València (Estudi General)
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- Resumen
Los neutrinos se encuentran entre las partículas más abundantes en el universo. Sin embargo, la dificultad para detectarlas hace que la física de neutrinos cuente con numerosas preguntas abiertas. Además, el hecho de que tengan masa prueba que el Modelo Estándar de la Física de Partículas es una teoría incompleta y, por tanto, necesita ser extendida. Esta tesis se centra en el estudio de las propiedades de los neutrinos a partir de los datos recogidos en experimentos en diversos laboratorios y de observaciones cosmológicas. Asimismo, recoge estudios de sensibilidad de futuros experimentos de neutrinos.
La primera parte de la tesis presenta el estado actual de la determinación de los parámetros de oscilación, la ordenación de las masas y su escala absoluta. Para ello, se combinan datos de experimentos que miden transiciones de sabor entre neutrinos, medidas de desintegraciones beta, búsquedas de desintegraciones beta dobles sin emisión de neutrinos y observaciones cosmológicas.
La segunda parte está dedicada al estudio de otras propiedades de los neutrinos, que son predichas habitualmente en modelos de masa. Entre los temas que se abordan se encuentra la precesión spin-sabor de los neutrinos solares y el momento magnético de los neutrinos, las interacciones no estándar de los neutrinos con los quarks y la invariancia CPT. En lo que respecta a la cosmología, se estudia el impacto de las interacciones no estándar entre neutrinos y electrones y la no unitariedad de la matriz de mezcla en el proceso de desacoplamiento de los neutrinos y el plasma cósmico.
Finalmente, la tercera parte de la tesis explora posibles conexiones entre los neutrinos y la materia oscura. La existencia de materia oscura ha sido probada de manera indirecta a través de efectos gravitacionales y su naturaleza continua es, a día de hoy, una incógnita. Esta tesis incluye dos estudios en los que los neutrinos podrían demostrar la existencia de materia oscura. En el primer caso, se predice el flujo de neutrinos esperado si agujeros negros primordiales formasen la materia oscura. En el segundo caso, se estudia como el acoplamiento entre los neutrinos y un escalar ultraligero que formaría la materia oscura del universo.
De este modo, la tesis recoge una variedad de aspectos fenomenológicos relacionados con los neutrinos, sus propiedades y su posible relación con la materia oscura a través del estudio de estas partículas en laboratorios y de su papel en la evolución del universo.
