A descoberta da oscilação dos neutrinos prova que os neutrinos têm massa diferente de zero. Além da existência da matéria escura (se for uma partícula), esta é uma das principais provas experimentais de física além do Modelo Padrão: novas interações ou novas partículas elementares são necessárias para adicionar o termo de massa na lagrangiana. Os neutrinos poderiam ser um tipo completamente diferente de partícula, um férmion de Majorana. Se isso for verdade, novos processos que violam a conservação do número leptonico são possíveis. Assim o estudo dos neutrinos pode levar a fenômenos além do Modelo Padrão. Estas considerações dispararam um programa experimental muito intenso do qual o experimento DUNE é um dos principais representantes. Além disso, os aceleradores cósmicos como blazares e outros produzem neutrinos de altíssimas energias. Eles são uma sonda muito especial para sistemas astrofísicos densos e para testes precisos de simetrias fundamentais, como por exemplo invariância de Lorentz, neutrinos estéreis e outros fenômenos. A descoberta de neutrinos extragaláticos da ordem de PeV pelo experimento IceCube e a procura de neutrinos de ultra alta energia fazem parte também de um amplo programa experimental que envolve vários observatórios em operação e em planejamento. A ideia do curso é apresentar as ideias básicas da física de neutrinos e os principais resultados experimentais.
Introdução à física de neutrinos
Conteúdo
Material adicional
Bibliografia
1) Allan D. Franklin, Alysia D. Marino, Are there really neutrinos? An evidential history, 2nd ed, CRC Press, 2020.
2) Kai Zuber. Neutrino physics. 3rd ed. CRC Press, 2020.
3) Mark Thomson, Modern Particle Physics, Cambridge, 2013.
4) Antonio Ereditato, ed. The State of the Art of Neutrino Physics. World Scientific, 2018.
5) B. Abi et al. “The DUNE Far Detector Interim Design Report Volume 1: Physics, Technology and Strategies”. In: (July 2018). arXiv: 1807.10334 [physics.ins-det].
6) Markus Ackermann et al. “Fundamental Physics with High-Energy Cosmic Neutrinos”. In: Bull. Am. Astron. Soc. 51 (2019), p. 215. arXiv: 1903.04333 [astro-ph.HE].
7) JaimeAlvarez-Muniz et al. “The Giant Radio Array for Neutrino Detection” (GRAND): Science and Design”. In: Sci. China Phys. Mech. Astron. 63.1 (2020), p. 219501. DOI: 10.1007/s11433-018-9385-7. arXiv: 1810.09994 [astro-ph.HE].
Pré-requisitos
- Supõe-se o conhecimento básico típico de final de graduação em física: mecânica quântica, relatividade especial e introdução à física de partículas.
Professor
- João R. T. de Mello Neto (Instituto de Física – UFRJ)
