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Type: TESE
Title: Oscilações de sabor e de quiralidade no formalismo com pacotes de ondas de Dirac
Author: Bernardini, Alex Eduardo de
Advisor: De Leo, Stefano, 1966-
Leo, Stefano De
Abstract: Resumo: Na primeira parte deste trabalho, nós introduzimos um esquema de aproximações para perfazer um estudo do fenômeno quântico de oscilação de sabores de maneira pedagógica e compreensiva. Com a utilização de pacotes de ondas gaussianos, nós demonstramos que a probabilidade de oscilação é delimitada por uma função de amortecimento dependente do tempo, a qual caracteriza o fenômeno de slippage ( escorregamento ) entre dois pacotes de ondas associados aos autoestados de massa. Nós também demonstramos que o spreading (alargamento) do pacote de ondas representa um efeito secundário o qual tem um papel relevante somente no limite não-relativístico. Em nossa análise, notamos a presença de uma nova fase de oscilação dependente do tempo e calculamos como este termo adicional modifica o caráter de oscilação na fórmula de conversão de sabores. Na segunda parte, consideramos que, no tratamento standard de oscilações quânticas, assume-se implicitamente que os autoestados de massa são escalares e, consequentemente, a forma spinorial das funções de ondas que venham a caracterizar uma partícula fermiônica, como por exemplo um neutrino, não são incluídas nos cálculos efetuados até tal ponto. Para analisar este efeito adicional, nós discutimos a fórmula de oscilação de probabilidades obtida com o uso da equação de Dirac como a equação de movimento para os autoestados de massa de neutrinos. A localização inicial do estado espinorial também faz com que apareça uma interferência entre componentes de energia positiva e negativa dos pacotes de ondas de cada autoestado de massa que leva a descrição de um fenômeno de oscilações ultra-rápidas o qual pode alterar a probabilidade de oscilação standard. Finalmente, nós investigamos como a inclusão dos efeitos de oscilação quiral podem modificar a fórmula de conversão desabores. Nosso estudo leva à conclusão de que a natureza fermiônica das partículas, onde oscilaçÕes de quiralidade e a interferência entre componentes de frequência positiva e negativa de pacotes de ondas associados a autoestados de massa são implicitamente consideradas, modifica o perfil das oscilações de sabores. Contudo, para partículas ultra-relativísticas e distribuições de momentos altamente centradas, é possível demonstrar analiticamente que estas modificações introduzem fatores de correção proporcionais a m2 1,2 /P2 0 , os quais são, praticamentes indetectáveis por meio de análise experimental

Abstract: In the first part of this work, we introduce an approximation scheme to perform an analytic study of quantum fiavor oscillation phenomena in a pedagogical and comprehensive way. By using gaussian wave packets, we show that the oscillation probability is bounded by a time-dependent vanishing function which characterizes the slippage between the mass-eigenstate wave packets. We also demonstrate that the wave packet spreading represents a secondary effect which play a significant role only in the non-relativistic limit. In our analysis, we note the presence of a new time-dependent phase and calcu1ate how this additional term modifies the oscillating character of the fiavor conversion formu1a. At second, we consider that in the standard treatment of particle oscillations the mass eigenstates are implicitly assumed to be scalars and, consequently, the spinorial form of a fermionic wave function, like the neutrino one, is not included in the calcu1ations. To analyze this additional effect, we discuss the oscillation probability formu1a obtained by using the Dirac equation as evolution equation for the neutrino mass eigenstates. The initial localization of the spinor state also implies an interference between positive and negative energy components of mass eigenstate wave packets which modifies the standard oscillation probability. Finally, we investigate how the inclusion of chiral oscillation effects can modify the flavor conversion probability formula. Our study leads to the conclusion that the fermionic nature of the particles, where chiral oscillations and the interference between positive and negative frequency components of mass-eigenstate wave packets are implicitly assumed, modifies the standard oscillation probability. Nevertheless, for ultra-relativistic particles and sharply peaked momentum distributions, we can analytically demonstrate that these modifications introduce correction factors proportional to m 2 1/2 /P2 0 which are practically un-detectable by any experimental analysis
Subject: Oscilações
Sabor
Quiralidade
Neutrinos
Dirac, Equação de
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2005
Appears in Collections:IFGW - Dissertação e Tese

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