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Testando aspectos do modelo supersimétrico com telescópios de neutrinos

Processo: 09/10327-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2009
Vigência (Término): 31 de outubro de 2010
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
Pesquisador responsável:Ivone Freire da Mota e Albuquerque
Beneficiário:Jairo Cavalcante de Souza
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Assunto(s):Supersimetria

Resumo

Neste projeto de doutorado nos propomos a investigar formas de testar o modelo padrão supersimétrico mínimo (MSSM) como extensão do modelo padrão da física de partículas por meio de telescópios de neutrinos.Temos dois objetivos principais, testar experimentalmente a escala de quebra de supersimetria e determinar formas de detectarindiretamente partículas supersimétricas em telescópios de neutrinos.O modelo padrão da física de partículas (MP) é extremamente bem sucedido. No entanto, o MP começa a não ser suficiente para representar osfenômenos que ocorrem em escalas de energias em torno de centenas de TeVs. Com isso faz-se necessário um modelo que estenda o MP nessas escalas de energias. Uma das teorias mais populares de extensão do MP é a de supersimetria. Este modelo resolve vários problemas apresentados pelo MP em escalas de energias mais altas e apresenta várias possibilidades para o espectro de partículas supersimétricas. Vários cenarios têm o gravitino como a partícula supersimétrica mais leve (LSP). Em vários destes, entre osquais cenários com ``Gauge Mediated Symmetry Breaking", a partícula seguinte mais leve (NLSP) é um slépton carregado. Nossa proposta é investigar a possibilidade de telescópios de neutrinos detectarem indiretamente estes sléptons.Por meio de simulações da produção dessas partículas na Terra, de sua propagação e decaimento, determinaremos os chuveiros que serão produzidos por elas. Simularemos, então, ascaracterísticas físicas destes chuveiros que os distinguem de chuveiros produzidos por partículas já conhecidas. Também é nosso objetivo a comparação com sinais provenientes do fundo, composto principalmente por múons. Comoresultado determinaremos a sensibilidade do telescópio de neutrinos IceCube para detectar indiretamente estas partículas, seus sinais característicos e como distingui-las do fundo.Temos também como meta determinar qual a janela de quebra de supersimetria que permite o decaimento dos NLSPs no interior da Terra. O decaimento do NLSP durante sua propagação pela Terra só ocorrerá se a escala de quebra de supersimetria ocorrer dentro de um determinado intervalo. Desta forma, nosso resultado será complementar ao da detecção direta de NLSPs. O intervalo da escala de quebra de supersimetriaterá limites mais restritos se os NLSPs forem detectados direta ou indiretamente.Com isto estaremos propondo uma nova forma de se detectar ou excluir a seguinte partícula supersimétrica mais leve. No caso desta partícula ser detectada, direta ou indiretamente, será também uma evidência indireta de que a matéria escura é constituída pelo gravitino.

Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
JAIRO CAVALCANTE DE SOUZA. Testes de aspectos do modelo supersimétrico por meio da interação de neutrinos de altíssimas energias com a Terra. 2012. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física São Paulo.

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