Extracting limits for the diffuse non-electron neutrino flux from SNO data

Orientadores: Ernesto Kemp, Orlando Luis Goulart PeresDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: É predita a existência de um fluxo de neutrino difusos, gerado pela integração no tempo de todas as supernovas que ocorreram ao longo da evolução do universo e ponderado pelas taxas de formação estelar e de ocorrência de supernovas. As características espectrais destes neutrinos se diferenciam de neutrinos de supernovas recentes principalmente por dois motivos: a redução de seus fluxos e o desvio para energias menores causado pela expansão do universo. Logo, mesmo que o efeito gerado por uma supernova seja um pulso temporal de eventos, seu efeito acumulado gera um fluxo estacionário de neutrinos difusos em todo o universo. Estes neutrinos nunca foram observados antes. Apenas limites superiores para seu fluxo foi reportados pelas colaborações associadas a telescópios de neutrinos. Recentemente a Colaboração SNO fez uma análise dependente do modelo de supernova que estabeleceu experimentalmente 9.3x 101 vecm-2s-1 como o limite superior para o fluxo total de neutrinos eletrônicos difusos. Esta análise reduziu em cerca de 2 ordens de grandeza o limite experimental anterior estabelecido pela Colaboração LSD. Atualmente, os limites mais restritivos para o fluxo difuso de neutrinos não eletrônicos é de » 10 3 vcm-2s-1 e foram estabelecidos por estudos fenomenológicos, uma análise de dados feitas por cientistas externos a colaboração, de dados do Superkamiokande. No entanto, os melhores limites experimentais ainda são os da Colaboração LSD » 107 vcm-2s-l. Neste trabalho, extendemos a análise do SNO incluindo espalhamento elástico em elétrons via interações de corrente neutra para extrair informações do fluxo difuso de neutrinos não eletrônicos (vm , vt). Também foram feitas comparações como os outros limites atualmente aceitosAbstract: There is a prediction of a diffuse neutrino flux yield from the lime integration of all supernova a1ready exploded in the past governed by stellar fomation and supemovae occurrence rates. The spectral characteristics of these neutrinos differ from those from recent supernovae mainly in two features: the reduction in their fluxes and their energy "red-shift" due the expansion of lhe universe. Thus, despite the fact that one single supernova is a transient state, their cumulative effect produces a steady flux of diffuse neutrinos everywhere in universe. These neutnnos have never been observed before. Only upper limits on their fluxes have been reported by lhe collaborations operating neutrino telescopes. Recently lhe SNO experiment have made an analysis where the total flux of diftuse electron neutrinos has an upper limit of 9.3 x 101 vecm-2s-1, depending on a specific supernova model. This analysis reduced by a factor 100 the anterior best limit, estabilished by LSD Collaborotion. At the present, the best limit for lhe diffuse flux of non-electron neutrinos is » 10³vcm-² s-¹, resulted from an fenomenological analysis of lhe Super-Kamiokande data. However, the best experimental limits are » 107 vcm-²s-¹, estabilished by LSD Collaboration. In this work we have extended lhe SNO analysis including lhe elastic scattering on electrons via neutral current interactions to extract intormation on diftuse flux of lhe non-electron neutrino flavours (i.e. muon and tauon neutrinos). We make a comparison among our results and others currently accepted.MestradoFísica das Particulas Elementares e CamposMestre em Físic