Fyzika oscilací neutrin na experimentu NOvA

Abstract

Bakalářská práce se zabývá fyzikou oscilací neutrin a základními možnostmi měření některých jejich parametrů pomocí experimentu NOνA: určení hierarchie hmot neutrin, zda dochází během oscilací k CP narušení a velikost směšovacích úhlů θ13 a θ23. V práci je shrnut standardní formalismus oscilací v modelu 3 neutrin a vysvětlen vliv hmotného prostředí na jejich propagaci prostorem. Objasněny jsou způsoby, jimiž lze získat informace o dosud neznámých parametrech. Pro různé možné realizované kombinace hirearchie hmot, CP narušení a směšovacích úhlů, jsou spočteny očekávané pravděpodobnosti oscilací mionových na elektronová neutrina v konfiguraci experimentu NOνA s použitím analytické aproximace. Ukázány jsou důležiré vlastnosti experimentu, možné výsledky experimentu a jeho senzitivita.

This thesis goes into the physics of neutrino oscillations and into possibility of measuring some of its parameters in the NOνA experiment: the mass hierarchy determination, whether there is a CP violation in neutrino oscillations, or the value of mixing angles θ13 and θ23 in particular. The standard formalism of 3 neutrinos model is summarized and the effect of matter to neutrino propagation through space is clarified. It is explained how to get information on yet unknown oscillation parameters. Using analytical approximations expected probabilities of muon to electron neutrino oscillation in NOνA configuration are calculated for different combinations of the mass hierarchy, CP violation, or angles that could be realized in nature. Main features of the NOνA experiment, its sensitivity and basic character of the results that can be obtained are described.