SEARCH FOR POINT-LIKE SOURCES OF ULTRA-HIGH ENERGY NEUTRINOS AT THE PIERRE AUGER OBSERVATORY AND IMPROVED LIMIT ON THE DIFFUSE FLUX OF TAU NEUTRINOS

The surface detector array of the Pierre Auger Observatory can detect neutrinos with energy E-nu between 10(17) eV and 10(20) eV from point-like sources across the sky south of +55 degrees and north of -65 degrees declinations. A search has been performed for highly inclined extensive air showers produced by the interaction of neutrinos of all flavors in the atmosphere (downward-going neutrinos), and by the decay of tau leptons originating from tau neutrino interactions in Earth's crust (Earth-skimming neutrinos). No candidate neutrinos have been found in data up to 2010 May 31. This corresponds to an equivalent exposure of similar to 3.5 years of a full surface detector array for the Earth-skimming channel and similar to 2 years for the downward-going channel. An improved upper limit on the diffuse flux of tau neutrinos has been derived. Upper limits on the neutrino flux from point-like sources have been derived as a function of the source declination. Assuming a differential neutrino flux k(PS) . E-nu(-2). from a point-like source, 90% confidence level upper limits for k(PS) at the level of approximate to 5x10(-7) and 2.5x10(-6) GeV cm(-2) s(-1) have been obtained over a broad range of declinations from the searches for Earth-skimming and downward-going neutrinos, respectively.

Bulk neutrinos as an alternative cause of the gallium and reactor anti-neutrino anomalies

We consider an alternative explanation for the deficit of nu(e) in Ga solar neutrino calibration experiments and of the (nu) over bar (e) in short-baseline reactor experiments by a model where neutrinos can oscillate into sterile Kaluza-Klein modes that can propagate in compactified submicrometer flat extra dimensions. We have analyzed the results of the gallium radioactive source experiments and 19 reactor experiments with baseline shorter than 100 m, and showed that these data can be fit into this scenario. The values of the lightest neutrino mass and of the size of the largest extra dimension that are compatible with these experiments are mostly not excluded by other neutrino oscillation experiments.

Measurements of atmospheric neutrinos and antineutrinos in the MINOS far detector

This paper reports measurements of atmospheric neutrino and antineutrino interactions in the MINOS Far Detector, based on 2553 live-days (37.9 kton-years) of data. A total of 2072 candidate events are observed. These are separated into 905 contained-vertex muons and 466 neutrino-induced rock-muons, both produced by charged-current nu(mu) and (nu) over bar (mu) interactions, and 701 contained-vertex showers, composed mainly of charged-current nu(e) and (nu) over bar (e) interactions and neutral-current interactions. The curvature of muon tracks in the magnetic field of the MINOS Far Detector is used to select separate samples of nu(mu) and (nu) over bar (mu) events. The observed ratio of (nu) over bar (mu) to v(mu) events is compared with the Monte Carlo ( MC) simulation, giving a double ratio of R((nu) over bar/nu)data/R(nu) over bar/nu MC = 1.03 +/- 0.08(stat) +/- 0.08(syst). The v(mu) and (nu) over bar (mu) data are separated into bins of L/E resolution, based on the reconstructed energy and direction of each event, and a maximum likelihood fit to the observed L/E distributions is used to determine the atmospheric neutrino oscillation parameters. This fit returns 90% confidence limits of |Delta m(2)| = (1.9 +/- 0.4) x 10(-3) eV(2) and sin(2)2 theta > 0.86. The fit is extended to incorporate separate nu(mu) and (nu) over bar mu oscillation parameters, returning 90% confidence limits of |Delta m(2)| - |Delta(m) over bar (2)| = 0.6(-0.8)(+2.4) x 10(-3) eV(2) on the difference between the squared-mass splittings for neutrinos and antineutrinos.

Psicologia Educacional ou Escolar? Eis a questão

Este artigo apresenta alguns dados oriundos da tese de doutorado sobre a história do campo de conhecimento e prática da Psicologia em sua relação com a Educação no Brasil. Este estudo foi conduzido baseado no fundamento epistêmico-filosófico do materialismo histórico dialético e na nova história, utilizando fontes bibliográficas históricas e cinco relatos orais de personagens da Psicologia Educacional e Escolar. Os depoimentos e o material das fontes escritas constituíram o corpus documental cuja organização seguiu a metodologia da história oral e historiografia plural. Foi realizada análise descritivo-analítica compreendida em duas etapas: a) análise documental (fontes não orais) e b) construção de indicadores e núcleos de significação dos registros orais. A partir das análises, compôs-se uma periodização da história da Psicologia Educacional e Escolar brasileira por meio de marcos históricos da área. No presente artigo destaca-se a discussão acerca da conceituação e terminologias utilizadas pela Psicologia Educacional e Escolar ao longo do tempo e de como essas mudanças nas nomenclaturas da área refletem questões epistemológicas, ideológicas e políticas.

Ultrahigh energy neutrinos at the Pierre Auger Observatory

The observation of ultrahigh energy neutrinos (UHE vs) has become a priority in experimental astroparticle physics. UHE vs can be detected with a variety of techniques. In particular, neutrinos can interact in the atmosphere (downward-going v) or in the Earth crust (Earth-skimming v), producing air showers that can be observed with arrays of detectors at the ground. With the surface detector array of the Pierre Auger Observatory we can detect these types of cascades. The distinguishing signature for neutrino events is the presence of very inclined showers produced close to the ground (i.e., after having traversed a large amount of atmosphere). In this work we review the procedure and criteria established to search for UHEs in the data collected with the ground array of the Pierre Auger Observatory.This includes Earth-skimming as well as downward-going neutrinos. No neutrino candidates have been found, which allows us to place competitive limits to the diffuse flux of UHE vs in the EeV range and above.

Type Ia Supernova Cosmology : Quantitative Spectral Analysis

Type Ia supernovae have been successfully used as standardized candles to study the expansion history of the Universe. In the past few years, these studies led to the exciting result of an accelerated expansion caused by the repelling action of some sort of dark energy. This result has been confirmed by measurements of cosmic microwave background radiation, the large-scale structure, and the dynamics of galaxy clusters. The combination of all these experiments points to a “concordance model” of the Universe with flat large-scale geometry and a dominant component of dark energy. However, there are several points related to supernova measurements which need careful analysis in order to doubtlessly establish the validity of the concordance model. As the amount and quality of data increases, the need of controlling possible systematic effects which may bias the results becomes crucial. Also important is the improvement of our knowledge of the physics of supernovae events to assure and possibly refine their calibration as standardized candle. This thesis addresses some of those issues through the quantitative analysis of supernova spectra. The stress is put on a careful treatment of the data and on the definition of spectral measurement methods. The comparison of measurements for a large set of spectra from nearby supernovae is used to study the homogeneity and to search for spectral parameters which may further refine the calibration of the standardized candle. One such parameter is found to reduce the dispersion in the distance estimation of a sample of supernovae to below 6%, a precision which is comparable with the current lightcurve-based calibration, and is obtained in an independent manner. Finally, the comparison of spectral measurements from nearby and distant objects is used to test the possibility of evolution with cosmic time of the intrinsic brightness of type Ia supernovae.

Serch for Neutralino Dark Matter with the AMANDA-II Neutrino Telescope

The annihilation of weakly interacting massive particles (WIMPs), accumulated in gravitational potentials (e.g., the core of the Earth, the Sun or the Galactic halo) would lead to neutrino production. This thesis investigates the possibility of searching for WIMPs in the form of the lightest supersymmetric particle (neutralino) trapped in the Sun using the AMANDA-II neutrino telescope. AMANDA-II is a large Cherenkov detector located deep in the ice at the geographical South Pole. The presented work is based on data taken during the year 2001. An analysis optimized to search for the neutralino-induced flux from the Sun has been developed. The observation of no excess with respect to the expected atmospheric neutrino background has been interpreted as an upper limit on the neutralino annihilation rate in the Sun and on the neutralino-induced muon flux in the vicinity of the detector.

Heavy neutrinos and rare decays

In dieser Dissertation wird der seltene Zerfall K_L->emu imRahmen eines verallgemeinerten Standardmodells detailliertstudiert. In diesem Prozess bleibt die zu einer gegebenen Familie gehoerende Leptonenzahl nicht erhalten. Deswegenwerden unsere Untersuchungen im Rahmen der SU(2)_L x U(1)_Y-und SU(2)_R x SU(2)_L x U(1)_{B-L}-Modelle mit schwerenMajorana-Neutrinos ausgefuehrt. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit betreffen dieBerechnung des Verzweigungsverhaeltnisses fuer den ZerfallK_L->emu. Im SU(2)_L x U(1)_Y-Modell mit schwerenMajorana-Neutrinos wird eine deutliche Steigerung desVerzweigungsverhaeltnisses gefunden, jedoch liegen dieerhaltenen Ergebnisse um einige Groessenordnungen unter derjetzigen experimentellen Grenze. Benutzt man das gewaehlte,auf der SU(2)_R x SU(2)_L x U(1)_{B-L}$-Eichgruppebasierende Modell mit Links-Rechts-Symmetrie, dann erhoehtdie Anwesenheit der links- und rechtshaendigen Stroeme inden Schleifendiagrammen deutlich den Wert desVerzweigungsverhaeltnisses. Dadurch koennen sich Werte inder Naehe der aktuellen experimentellen Grenze vonB(K_L->emu) < 4.7 x 10^{-12} ergeben. Um unsere Ergebnisse zu untermauern, wird die Frage derEichinvarianz bei diesem Zerfallsprozess auf demEin-Schleifen-Niveau mit besonderer Aufmerksamkeitbehandelt. Ein sogenanntes ,,on-shell skeleton``Renormierungsschema wird benutzt, um die erste vollstaendigeAnalyse der Eichinvarianz fuer den Prozess K_L->emuauszufuehren.

Eisströme und Schelfeise an der Küste der Amundsen See (West-Antarktis), beobachtet mit ERS-SAR /// Es stehen 2 Dateien zur Auswahl: pdf-Datei Abbildungen nur schwarz-weiss, zip-Datei Abbildungen farbig

In der vorliegenden Diplomarbeit erfolgte die Beobachtung von Eisströmen und Schelfeisen an der Küste der Amundsen See in der West-Antarktis, unter Verwendung von ERS-SAR-Amplitudenbildprodukten. Bestandteile dieser Beobachtung waren die Erstellung eines Gletscherinventares, die Erstellung von Multitemporalbildern, die Auswertung von Veränderungen der Eisfronpositionen und - schwerpunktmäßig - die Bestimmung von Eisfließgeschwindigkeiten und deren räumlicher und zeitlicher Vergleich.

Entwicklung und Charakterisierung eines Laserablationsmassenspektrometers zur Echtzeit-Analyse von atmosphärischen Aerosolpartikeln

Das Aerosolmassenspektrometer SPLAT (Single Particle Laser Ablation Time-of-Flight Mass Spectrometer) ist in der Lage, die Größe einzelner Aerosolpartikel in einem Größenbereich von 0,3 µm bis 3 µm zu bestimmen und gleichzeitig chemisch zu analysieren. Die Größenbestimmung erfolgt durch Streulichtmessung und Bestimmung der Flugzeit der Partikel zwischen zwei kontinuierlichen Laserstrahlen. Durch Kalibrationsmessungen kann auf den aerodynamischen Durchmesser der Partikel geschlossen werden. Kurzzeitig nach der Streulichtdetektion werden die Partikel durch einen hochenergetischen gepulsten UV-Laser verdampft und ionisiert. Die Flugzeit der Partikel zwischen den kontinuierlichen Laserstrahlen wird dazu benutzt, die Ankunftszeit der Partikel in der Ionenquelle zu berechnen und den UV-Laserpuls zu zünden. Die entstandenen Ionen werden in einem bipolaren Flugzeitmassen¬spektrometer nachgewiesen. Durch die Laserablation/Ionisation ist das SPLAT in der Lage, auch schwer verdampfbare Komponenten des atmosphärischen Aerosols - wie etwa Minerale oder Metalle - nachzuweisen. Das SPLAT wurde während dieser Arbeit vollständig neu entwickelt und aufgebaut. Dazu gehörten das Vakuum- und Einlasssystem, die Partikeldetektion, die Ionenquelle und das Massen-spektrometer. Beim Design des SPLAT wurde vor allem auf den späteren Feldeinsatz Wert gelegt, was besondere Anforderungen an Mechanik und Elektronik stellte. Die Charakterisierung der einzelnen Komponenten sowie des gesamten Instruments wurde unter Laborbedingungen durchgeführt. Dabei wurde u.a. Detektionseffizienzen des Instruments ermittelt, die abhängig von der Größe der Partikel sind. Bei sphärischen Partikeln mit einem Durchmesser von 600 nm wurden ca. 2 % der Partikel die in das Instrument gelangten, detektiert und chemisch analysiert. Die Fähigkeit zum Feldeinsatz hat das SPLAT im Februar/März 2006 während einer internationalen Messkampagne auf dem Jungfraujoch in der Schweiz bewiesen. Auf dieser hochalpinen Forschungsstation in einer Höhe von ca. 3580 m fand das SPLAT mineralische und metallische Komponenten in den Aerosolpartikeln. Das SPLAT ist ein vielfältig einsetzbares Instrument und erlaubt vor allem in Kombination mit Aerosolmassenspektrometern, die mit thermischer Verdampfung und Elektronenstoßionisation arbeiten, einen Erkenntnisgewinn in der Analytik atmosphärischer Aerosolpartikel.

Realisierung der IceCube MonteCarlo-Produktion im WLCG und Untersuchung von Auswirkungen meteorologischer Parameter auf die Erzeugung atmosphärischer Myonen

Das am Südpol gelegene Neutrinoteleskop IceCube detektiert hochenergetische Neutrinos über die schwache Wechselwirkung geladener und neutraler Ströme. Die Analyse basiert auf einem Vergleich mit Monte-Carlo-Simulationen, deren Produktion global koordiniert wird. In Mainz ist es erstmalig gelungen, Simulationen innerhalb der Architektur des Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) zu realisieren, was die Möglichkeit eröffnet, Monte-Carlo-Berechnungen auch auf andere deutsche Rechnerfarmen (CEs) mit IceCube-Berechtigung zu verteilen. Atmosphärische Myonen werden mit einer Rate von über 1000 Ereignissen pro Sekunde aufgezeichnet. Eine korrekte Interpretation dieses dominanten Signals, welches um einen Faktor von 10^6 reduziert werden muss um das eigentliche Neutrinosignal zu extrahieren, ist deswegen von großer Bedeutung. Eigene Simulationen mit der Software-Umgebung CORSIKA wurden durchgeführt um die von Energie und Einfallswinkel abhängige Entstehungshöhe atmosphärischer Myonen zu bestimmen. IceCube Myonraten wurden mit Wetterdaten des European Centre for Medium-Range Weather Forcasts (ECMWF) verglichen und Korrelationen zwischen jahreszeitlichen sowie kurzzeitigen Schwankungen der Atmosphärentemperatur und Myonraten konnten nachgewiesen werden. Zudem wurde eine Suche nach periodischen Effekten in der Atmosphäre, verursacht durch z.B. meteorologische Schwerewellen, mit Hilfe einer Fourieranalyse anhand der IceCube-Daten durchgeführt. Bislang konnte kein signifikanter Nachweis zur Existenz von Schwerewellen am Südpol erbracht werden.

Bispectrum of cosmological models with massive neutrinos

Uno dei più importanti campi di ricerca che coinvolge gli astrofisici è la comprensione della Struttura a Grande Scala dell'universo. I principi della Formazione delle Strutture sono ormai ben saldi, e costituiscono la base del cosiddetto "Modello Cosmologico Standard". Fino agli inizi degli anni 2000, la teoria che spiegava con successo le proprietà statistiche dell'universo era la cosiddetta "Teoria Perturbativa Standard". Attraverso simulazioni numeriche e osservazioni di qualità migliore, si è evidenziato il limite di quest'ultima teoria nel descrivere il comportamento dello spettro di potenza su scale oltre il regime lineare. Ciò spinse i teorici a trovare un nuovo approccio perturbativo, in grado di estendere la validità dei risultati analitici. In questa Tesi si discutono le teorie "Renormalized Perturbation Theory"e"Multipoint Propagator". Queste nuove teorie perturbative sono la base teorica del codice BisTeCca, un codice numerico originale che permette il calcolo dello spettro di potenza a 2 loop e del bispettro a 1 loop in ordine perturbativo. Come esempio applicativo, abbiamo utilizzato BisTeCca per l'analisi dei bispettri in modelli di universo oltre la cosmologia standard LambdaCDM, introducendo una componente di neutrini massicci. Si mostrano infine gli effetti su spettro di potenza e bispettro, ottenuti col nostro codice BisTeCca, e si confrontano modelli di universo con diverse masse di neutrini.