Solución de las degeneraciones en los parámetros de oscilación de neutrinos en el contexto de fábricas de neutrinos

Abstract

Una serie de experimentos con neutrinos ha establecido que estos tienen masa, existiendo una mezcla entre sus auto-estados de sabor. La mezcla genera una oscilación entre estos auto-estados durante la propagación de los neutrinos, descrita por una ´ serie de parámetros y por la diferencia cuadrada de las masas. La propuesta con mayor sensibilidad en la medición de los parámetros de oscilación´ radica en futuras instalaciones llamadas fábricas de neutrinos. Estas producirían un alto flujo de neutrinos a partir del decaimiento del muon, siendo capaces de medir una gran variedad de canales de oscilación. ´ No obstante, la medición de los parámetros se ve afectada por la existencia de degeneraciones en la probabilidad de oscilación, las cuales permiten la aparición de resultados ambiguos en el momento de determinar los parámetros reales. En este trabajo se analiza el problema de las degeneraciones y se recomienda la realización de mediciones en los canales νe → νµ, νe → ντ y νµ → νµ, junto con sus respectivas antipartículas, con el fin de resolver cualquier ambigüedad. Las fábricas de neutrinos son simuladas incluyendo errores debidos a la divergencia del ´ haz, a la resolución energética y a la eficiencia en la detección. La medición de los tres canales de oscilación se realiza a 3000 km de la fuente de neutrinos. Aquellos casos con un pequeño número de eventos presentan tres tipos de degeneraciones, estando una de éstas presente incluso en casos particulares con un mayor número de eventos. Se estudia, en particular, la dependencia de la resolución de todas las degeneraciones con respecto a la eficiencia y masa del detector del canal νe → ντ , así como los efectos de combinar estos datos con aquellos para una distancia de 7250 km. Los resultados se presentan a través del uso de regiones de confiabilidad definidas en el análisis estadístico. A partir de ellas se establecen los límites posibles en la resolución del problema, considerando varios parámetros de oscilación.