Límites en la detección de neutrinos estériles en experimentos de reactores nucleares

Abstract

En las últimas décadas el desarrollo de diversos experimentos para detectar neutrinos ha permitido ampliar el conocimiento de estas partículas a un nivel sin precedentes. A pesar del gran desarrollo en el área, existen aún algunas interrogantes sin respuesta. Una de ellas es establecer si es que existen más que sólo tres generaciones de neutrinos. En particular, existen algunas observaciones experimentales [1, 2, 24] que podrían ser explicadas por la existencia de un cuarto tipo de neutrino, el cual se ha denominado como “neutrino estéril” debido a que no interactuaría con la materia mediante ninguna de las fuerzas del Modelo Estándar. El presente trabajo investiga la posible existencia de un neutrino estéril mediante una reproducción estadística de las observaciones del experimento Bugey-3 en combinación con las del experimento Daya bay. Adicionalmente, se presenta un estudio del potencial de los experimentos PROSPECT y el detector cercano de JUNO en la búsqueda de neutrinos estériles mediante el uso de simulaciones. La segunda interrogante de la física de neutrinos que será investigada en esta tesis guarda relación con la jerarquía de masas de los neutrinos, la cual es aún desconocida. Se estudiará el potencial de JUNO para lograr resolver la jerarquía de masas y cómo la modificación de distintos parámetros experimentales influyen en la sensibilidad del experimento.