Neutrino physics at NOvA experiment

Abstract

Title: Neutrino physics at NOvA experiment Author: Róbert Králik Institute: Institute of Particle and Nuclear Physics Supervisor: RNDr. Karel Soustružník, Ph.D., Institute of Particle and Nuclear Physics Abstract: This thesis describes neutrino phenomenology, with special aim at the phenomenon of sterile neutrinos and its experimental study, particularly in the NOvA experiment. Its aim is to clearly and comprehensibly introduce sterile neutrinos in context of historical and present measurements and discoveries. A brief summary of neutrino history is shown, as well as the theory of neutrino oscillations, including a description of matter effects and the effect of adding sterile neutrinos on the oscillation probabilities. NOvA experiment is presented, describing the neutrino source, the detectors and the used particle identification methods. Different experiments for the study of sterile neutrinos are listed and shortly described, with special concentration on the NOvA experiment and its measurement via the neutral-current channel. A detailed description of the first NOvA sterile neutrino result is provided, as well as the aspects of NOvA's current sterile neutrino analyses. Keywords: neutrino, neutrino oscillations, sterile neutrinos, NOvA experiment 1

Název práce: Fyzika neutrin na experimentu NOvA Autor: Róbert Králik Ústav: Ústav částicové a jaderné fyziky Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Karel Soustružník, Ph.D., Ústav částicové a jaderné fyziky Abstrakt: Táto práca popisuje fenomenológiu neutrín, so zameraním sa na steril- né neutrína a ich štúdiu na experimentoch, najmä na experimente NOvA. Cieľom je jasné a zrozumiteľné predstavenie sterilných neutrín v kontexte minulých a súčasných objavov a meraní. Je ukázané stručné zhrnutie histórie neutrín, rov- nako ako popis teórie oscilácie neutrín, vrátane popisu vplyvu hmoty a vplyvu pridania sterilného neutrína na pravdepodobnosti oscilácií. Je predstavený ex- periment NOvA, kde sú popísané detektory, zdroj neutrín a metódy identifikácie častíc. V krátkosti sú predstavené rôzne experimenty študujúce sterilné neu- trína, no hlavne meranie sterilných neutrín pomocou neutrálnych prúdov na ex- perimente NOvA. Je ukázaný podrobný popis prvého výsledku štúdie sterilných neutrín na NOvA, ako aj aspekty súčasných analýz sterilných neutrín na NOvA. Klíčová slova: neutríno, oscilácia neutrín, sterilné neutrína, NOvA experiment 1