부산대학교 도서관

A finales del siglo XX, una serie de experimentos que estudiaban neutrinos provenientes del Sol o de rayos cósmicos que colisionaban contra la atmósfera terrestre mostraron que estas partículas pueden cambiar su sabor, comportándose de una manera que el Modelo Estándar prohíbe explícitamente. El camino hacia la comprensión de las propiedades de los neutrinos, que podría revelar la siguiente estructura subyacente de la naturaleza, ha guiado desde entonces a miles de científicos. El escenario al inicio de esta tesis estaba impulsado por la última sorpresa experimental de los neutrinos: los primeros indicios que apuntan hacia su fuerte violación de la simetría materia-antimateria o CP. El objetivo de este trabajo es abordar el problema desde una perspectiva global para evaluar rigurosamente si las medidas punteras de física de sabor leptónico están apuntando hacia una nueva violación fuerte de una simetría de la naturaleza. Para ello, se combinan los resultados de todos los experimentos de neutrinos relevantes. Se evalúa cuantitativamente el estatus de la mezcla leptónica y de la violación de CP, que los datos apuntan a que podría ser máxima. Este indicio está dominado por un exceso de neutrinos electrónicos en el experimento de neutrinos con acelerador a larga distancia T2K. Dentro del paradigma de tres neutrinos masivos, y con el resto de parámetros de mezcla leptónica medidos con precisión en varios experimentos, el exceso solamente se puede acomodar mediante una violación de CP grande. A pesar de esto, tres neutrinos masivos es solamente una extensión mínima del Modelo Estándar: podría haber otra nueva física enmascarando los resultados, ya que la violación de CP leptónica aún no se ha medido de manera directa y concluyente. Por ello, esta tesis confronta la nueva física que podría afectar a los experimentos de transiciones de sabor de neutrinos con datos experimentales. La violación de CP inducida por las masas de los neutrinos y por la mezcla leptónica resulta ser bastante robusta. Tal y como se explora en este trabajo, los experimentos complementarios de interacción coherente entre neutrinos y núcleos juegan, y continuarán jugando en el futuro, un papel importante a este respecto.