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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.43.2022.tde-10102022-095449
Document
Author
Full name
Ramón Pérez Varona
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Deppman, Airton (President)
Albuquerque, Ivone Freire da Mota e
Duarte, Sérgio José Barbosa
Menezes, Debora Peres
Sodre Junior, Laerte
Title in Portuguese
Estudo de reações neutrino-núcleo com o código CRISP (0 < $E_nu$ < 10 GeV)
Keywords in Portuguese
Física de partículas
Física Nuclear
Neutrinos
Reações Nucleares
Simulação
Abstract in Portuguese
O presente trabalho tem como objetivo principal estudar as reações neutrino--núcleo com o modelo CRISP. Para simular essas reações, o CRISP utiliza o método de Monte Carlo através de un modelo de cascata intranuclear. Foram implementados os canais quase-elásticos, formação de ressonâncias bariônicas e espalhamento inelástico profundo da interação neutrino-núcleon. Também foi implementado o canal de produção coerente de píons para a reação neutrino--núcleo. Foi atualizada a interação píon-núcleon para uma melhor simulação da cascata intranuclear em relação a versões anteriores do CRISP. Nesse sentido foram agregadas novas ressonâncias bariônicas e seus respectivos canais de decaimento, e implementadas as reações de produção direita de píons $NN ightarrow NN\pi$ e de absorção de píon por um par de núcleons $\pi NN ightarrow NN$. Foi mostrada a influência do meio nuclear nas interações implementadas, como o movimento fermiônico, o bloqueio de Pauli, as interações 2p2h e a propagação das ressonâncias bariônicas. Foram realizadas comparações com dados experimentais fornecidos pelas experiências MiniBooNE e MINERvA para as reações $ u_\mu (\bar{ u}_\mu) + ^{12}C$, $ u_\mu (\bar{ u}_\mu) + CH_2$ e $ u_\mu (\bar{ u}_\mu) + CH$, obtendo-se, em geral, uma boa concordância com os dados experimentais. Também foram realizadas comparações com os geradores de eventos NUANCE, GiBUU, NEUT, NuWRo e GENIE, obtendo em muitos casos, uma melhor reprodução dos dados experimentais com o modelo CRISP.
Title in English
Study of neutrino -- nucleus reactions with the CRISP code (0 < $E_ u$ < 10 GeV)
Keywords in English
Neutrinos
Nuclear Physic
Nuclear Reactions
Particle Physic
Simulation
Abstract in English
This research investigates neutrino-nucleus reactions using the CRISP code. To simulate these reactions, CRISP uses the Monte Carlo method through an intranuclear cascade model. Quasielastic, baryonic resonance formation, and deep inelastic scattering channels of the neutrino-nucleon interaction have been implemented. The coherent pion production for the neutrino-nucleon reaction was also implemented. The pion-nucleon interaction has been updated to improve simulation of the intranuclear cascade when compared to previous versions of CRISP. In this sense, new baryonic resonances and their respective decay channels were added, and the production $NN ightarrow NN\pi$ and absorption $\pi NN ightarrow NN$ reactions of pions by a pair of nucleons were implemented. The influence of the nuclear medium on the implemented interactions, such as fermionic motion, Pauli blocking, 2p2h interactions, and the propagation of baryonic resonances, was shown. Comparisons were made with experimental data provided by the MiniBooNE and MINERvA experiments for reactions $ u_\mu (\bar{ u}_\mu) + ^{12}C$, $ u_\mu (\bar{ u}_\mu) + CH_2$, and $ u_\mu (\bar{ u}_\mu) + CH$, obtaining generally good agreement with the experimental data. Comparisons were also performed with NUANCE, GiBUU, NEUT, NuWRo, and GENIE event generators, obtaining in numerous cases a better reproduction of the experimental data with the CRISP model.
 
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doctfinal.pdf (3.58 Mbytes)
Publishing Date
2022-11-08
 
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