MODEL NEUTRINO STERIL 3+3+3

ARIFIN ACHMAD, Mirza Satriawan, Ph.D.

2018 | Skripsi | S1 FISIKA

Telah dilakukan konstruksi model yang dapat mengakomodir neutrino aktif, neutrino steril orde eV dan neutrino steril orde keV yang kemudian disebut dengan Model 3+3+3. Model yang dikonstuksi mengandung 5 fermion baru dan 5 skalar baru dengan Lagrangan yang invarian terhadap grup tera $SM \otimes SU(2)_{R}\otimes U(1)_{X}$. Untuk kasus satu generasi, dengan asumsi yang alami terkait nilai harap vakum dan massa partikel terkait, dapat dihasilkan matriks massa neutrino dan matriks campuran untuk osilasi neutrino aktif-neutrino steril. Dari hasil ini diperoleh nilai $\Delta m ^{2}_{12}=1,287\, eV^{2}$ dan matriks campuran $|\mathcal{U}_{12}|=0,1071$ yang konsisten dengan hasil eksperimen osilasi neutrino di detektor jarak pendek (SBL) yaitu $\Delta m ^{2}_{e4}= 1,3\, eV^{2}$ dan $|\mathcal{U}_{12}|\simeq 0,1$. Massa neutrino $m_{3}=7,124\, keV$ berkaitan dengan massa hasil interpretasi signal pada pengamatan sinar-X klaster galaksi sebagai \textit{dark matter} yaitu $m_{S}=7,1\, keV$. Sedangkan pada osilasi $\nu_{1}\leftrightarrow \nu_{3}$ diperoleh nilai amplitudo probabilitas maksimum $\sin^{2}2\theta=1,624 \times 10^{-10}$ yang konsisten dengan hasil pengamatan sinar-X klaster galaksi yaitu $\sin^{2}2\theta=(2-20) \times 10^{-11}$.

Construction of a model that can accommodate active neutrinos, sterile neutrinos $eV$ and $keV$ order has been done, the model is then called the 3+3+3 model. The model contain 5 new fermions and 5 new scalars with a Lagrangian that is invariant under the gauge group $SM \otimes SU(2)_{R} \otimes U(1)_{X} $. For the one generation case, using some additional natural assumption for the vacuum expectation values and the related particle masses, one can produce the neutrino mass matrix and the mixing matrix for the active-sterile neutrino oscillation. We obtained the value of $ \Delta m^{2}_{12} = 1,287\, eV^{2}$ and mixing matrix $|\mathcal{U}_{12}|=0.1071$ which is consistent with the result of the Short baseline (SBL) experiment with $\Delta m^{2}_{e4}=1.3\, eV^{2}$ and $|\mathcal{U} _{12}|\simeq 0.1$. The neutrino mass $ m_{3}=7,124\, keV$ is consistent with the mass from the interpretation of the X-ray observation related to the dark matter, that is $m_{S}=7.1\, keV$. As for the oscillation $\nu_{1} \leftrightarrow \nu_{3}$, we obtain the maximum probability amplitude $\sin^{2}2\theta=1,624 \times 10^{-10}$ which is consistent with the X-ray observation results $\sin^{2} 2\theta=(2-20) \times 10^{-11}$.

Kata Kunci : neutrino steril, eksperimen SBL, pengamatan sinar-X klaster galaksi, matriks campuran osilasi neutrino