N e u t r i n o p h e n o m e n o l o g y P i - - PowerPoint PPT Presentation

n e u t r i n o p h e n o m e n o l o g y
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N e u t r i n o p h e n o m e n o l o g y P i - - PowerPoint PPT Presentation

N e u t r i n o p h e n o m e n o l o g y P i l a r C o l o m a H e a v y Q u a r k s a n d L e p t o n s C o n f e r e n c e V i r g i n i a T e c h r d Ma y 2 3 , 2


slide-1
SLIDE 1

N e u t r i n

  • p

h e n

  • m

e n

  • l
  • g

y

P i l a r C

  • l
  • m

a

H e a v y Q u a r k s a n d L e p t

  • n

s C

  • n

f e r e n c e V i r g i n i a T e c h Ma y 2 3

r d

, 2 1 6

slide-2
SLIDE 2

T a k a a k i K a j i t a

S u p e r

  • K

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  • k

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  • l

l a b

  • r

a t i

  • n

U n i v e r s i t y

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T

  • k

y

  • ,

K a s h i w a , J a p a n

A r t h u r B . Mc D

  • n

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S u d b u r y N e u t r i n

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b s e r v a t

  • r

y C

  • l

l a b

  • r

a t i

  • n

Q u e e n ' s U n i v e r s i t y , K i n g s t

  • n

, C a n a d a

slide-3
SLIDE 3

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 3

T h e l e p t

  • n

i c m i x i n g m a t r i x

P

  • n

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  • r

v

  • ,

1 9 5 7 Ma k i , N a k a g a w a , S a k a t a , 1 9 6 2

A t m

  • s

p h e r i c R e a c t

  • r

/ I n t e r f e r e n c e S

  • l

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F

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a t e r e s u l t s a n d /

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p r e c i s e v a l u e s , s e e e . g . w w w . n u

  • fi

t .

  • r

g

  • r

C a p

  • z

z i e t a l , 1 6 1 . 7 7 7 7

slide-4
SLIDE 4

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 4

Wh a t n e x t ?

  • I

s t h e r e C P v i

  • l

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  • n

i n t h e n e u t r i n

  • s

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  • r

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Ma j

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D i r a c ?

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  • m

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a t i s t h e a b s

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  • I

s t h e l i g h t e s t n e u t r i n

  • m

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slide-5
SLIDE 5

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 5

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  • I

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  • n

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  • m

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  • I

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  • m

a s s l e s s ?

Long-baseline experiments, medium baseline reactor exps, atmospheric neutrino exps Neutrinoless double beta decay/colliders/meson decays SBND, SOX, SHiP, ... Mu → e gamma, Mu → e in nuclei Meson decays KATRIN, Project8, cosmology

slide-6
SLIDE 6

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 6

Ma j

  • r

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  • r

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N e w fi e l d s a r e r e q u i r e d t

  • g

i v e n e u t r i n

  • s

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  • m

a i n w a y s :

1 ) D i r a c m a s s : a s f

  • r

t h e r e s t

  • f

f e r m i

  • n

s i n t h e S M

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SLIDE 7

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 7

S m a l l n e s s

  • f

n e u t r i n

  • m

a s s e s

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SLIDE 8

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 8

Ma j

  • r

a n a

  • r

D i r a c ?

N e w fi e l d s a r e r e q u i r e d t

  • g

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  • s

a m a s s . T w

  • m

a i n w a y s :

2 ) A Ma j

  • r

a n a m a s s . F

  • r

e x a m p l e : 1 ) D i r a c m a s s : a s f

  • r

t h e r e s t

  • f

f e r m i

  • n

s i n t h e S M

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SLIDE 9

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 9

S c a l e

  • f

n e w p h y s i c s

e V k e V Me V G e V T e V G U T

L i g h t s t e r i l e n e u t r i n

  • s

Wa r m d a r k m a t t e r C

  • l

l i d e r s L e p t

  • g

e n e s i s N

  • n
  • S

t a n d a r d I n t e r a c t i

  • n

s + c h a r g e d l e p t

  • n

fl a v

  • r

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  • l

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  • n

N e u t r i n

  • l

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  • u

b l e b e t a d e c a y B e t a d e c a y L e p t

  • g

e n e s i s T a u a n d m e s

  • n

d e c a y s N

  • n
  • S

t a n d a r d I n t e r a c t i

  • n

s

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SLIDE 10

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 1

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  • n

d e c a y s a n d h e a v y n e u t r i n

  • s

A t r e , H a n , P a s c

  • l

i , Z h a n g , 9 1 . 3 5 8 9

L i f e t i m e

  • f

M

1

F

  • r

i n s t a n c e ,

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SLIDE 11

P . C

  • l
  • m

a

  • N

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  • p

h e n

  • 1

1

L e p t

  • n

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  • r

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  • l

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  • n

H e a v y n e u t r i n

  • e

x c h a n g e c a n e n h a n c e t h e r a t e f

  • r

l e p t

  • n

fl a v

  • r

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  • l

a t i n g p r

  • c

e s s e s :

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SLIDE 12

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 1

2

N e u t r i n

  • l

e s s d

  • u

b l e b e t a d e c a y

F i g u r e s f r

  • m

R . S a a k y a n ' s t a l k a t N u P h y s 2 1 4 D e p e n d s

  • n

t h e N e w P h y s i c s m

  • d

e l D e p e n d s

  • n

t h e n u c l e u s

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SLIDE 13

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 1

3

S y n e r g y b e t w e e n e x p e r i m e n t s

( S e e a l s

  • Mi

n a k a t a , N u n

  • k

a w a , Q u i r

  • g

a , 1 4 2 . 6 1 4 , a n d D

  • d

e l s

  • n

, L y k k e n , 1 4 3 . 5 1 7 3 )

P l a n c k c

  • l

l . , 1 5 2 . 1 5 8 9 P l a n c k T T + l

  • w

P + B A O : K a m l a n d

  • Z

e n c

  • l

l . , 1 6 5 . 2 8 8 9 N e u t r i n

  • l

e s s e ff e c t i v e m a s s :

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SLIDE 14

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 1

4

S y n e r g y b e t w e e n e x p e r i m e n t s

F i g u r e t a k e n f r

  • m

G i u n t i ' s t a l k a t N u P h y s 2 1 4 ( s e e a l s

  • G

i u n t i a n d Z a v a n i n , 1 5 5 . 9 7 8 )

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SLIDE 15

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 1

5

H i n t s f

  • r

C P v i

  • l

a t i

  • n

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T h e c

  • m

b i n a t i

  • n
  • f

c u r r e n t l

  • n

g

  • b

a s e l i n e a n d r e a c t

  • r

d a t a c u r r e n t l y p r

  • v

i d e s a h i n t f

  • r

C P v i

  • l

a t i

  • n

:

F i r s t N O v A r e s u l t s , 1 6 1 . 5 2 2 ( F

  • r

T 2 K r e s u l t s s e e 1 3 1 1 . 4 7 5 a n d 1 5 2 . 1 5 5 )

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SLIDE 16

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 1

6

F l a v

  • r

p u z z l e : w h y p r e c i s i

  • n

?

B a l l e t t , K i n g , L u h n , P a s c

  • l

i , S c h m i d t , 1 4 1 . 7 5 7 3 [ h e p

  • p

h ] ( s e e a l s

  • ,

e . g . , G i r a r d i e t a l , 1 4 1 . 8 5 6 a n d 1 5 4 . 6 5 8 , Me l

  • n

i , 1 3 8 . 4 5 7 8 )

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SLIDE 17

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 1

7

F l a v

  • r

p u z z l e : w h y p r e c i s i

  • n

?

T 2 K + N O v A F u t u r e f a c i l i t i e s C K M p r e c i s i

  • n

S e e e . g . C

  • l
  • m

a , D

  • n

i n i , F e r n a n d e z

  • Ma

r t i n e z , H e r n a n d e z , 1 2 3 . 5 6 5 1 ; C

  • l
  • m

a , H u b e r , K

  • p

p , Wi n t e r , 1 2 9 . 5 9 7 3

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SLIDE 18

P . C

  • l
  • m

a

  • N

e u t r i n

  • p

h e n

  • 1

8

S

  • m

e t h

  • u

g h t s t

  • w

r a p u p . . .

  • T

h e n e u t r i n

  • p

i c t u r e i s s t i l l f a r f r

  • m

b e i n g c

  • m

p l e t e

  • N

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  • p

h y s i c s i s e n t e r i n g t h e p r e c i s i

  • n

E r a

  • N

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p r

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i d e a n e x c e l l e n t

  • p

p

  • r

t u n i t y t

  • t

e s t t h e fl a v

  • r

p a t t e r n i n t h e S t a n d a r d Mo d e l

  • C

r

  • s

s c h e c k s b e t w e e n d i ff e r e n t d a t a s e t s m a y b e c r u c i a l t

  • d

i s e n t a n g l e n e u t r i n

  • p

r

  • p

e r t i e s a n d N e w P h y s i c s

Thank you!