Interacción neutrino-nucleón: relevancia en el estudio de la estructura interna del nucleón y en el estudio de las oscilaciones de neutrinos

Abstract

Desde la hipotesis de Pauli, los neutrinos han sido objeto de investigación en distintas partes del mundo para caracterizar sus propiedades, así como por sus implicaciones en distintas cuestiones de la Física como la asimetría materia-antimateria del universo, la producción de energía en el Sol o el estudio de las explosiones de supernovas. Son capaces de cambiar entre estados de sabor a través del fenómeno de oscilación de neutrinos y únicamente interaccionan mediante la fuerza nuclear débil, siendo capaces de atravesar grandes distancias sin ser perturbados. En este sentido, este documento presenta una introduccion a la Física de neutrinos a partir de un estudio detallado de la interacción neutrino-nucleón. Con ello, se pretende estudiar el fenómeno de la interacción débil en el contexto de la mecánica cuántica relativista. Para ello, se obtendrá de forma analítica la sección eficaz tanto para el caso del neutrino como para el de su antipartícula. El tema elegido posee actualmente gran relevancia experimental en grandes instalaciones como el CERN, FermiLab (EE.UU.) y Japon (T2K, SuperKamiokande). Como punto de partida en el análisis de medidas experimentales, se compararán las expresiones teóricas obtenidas con algunos datos procedentes de interacciones mediadas por corrientes cargadas entre neutrinos/antineutrinos muonicos y blancos ligeros, los cuales servirán, asimismo, para ampliar conocimientos sobre la estructura interna de los hadrones, y en concreto de la estructura axial de los mismos.