Matéria escura e modelos de Twin Higgs

• Processo: 18/09833-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Gustavo Alberto Burdman
• Beneficiário: Davi Bastos Costa
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/00890-2 - Matéria escura e modelos de twin Higgs, BE.EP.MS
• Assunto(s): Física de partículas Física além do modelo padrão Matéria escura Modelo padrão
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fisica de particulas | matéria escura | modelo padrão | Twin higgs | Física além do modelo padrão

Resumo

O Modelo Padrão (MP) da F1sica de Part1culas é uma descrição extremamente bem sucedida dos dados experimentais com que contamos hoje. No entanto, as suas limitações são aparentes pelo fato dele possuir um grande número de parâmetros arbitrários. Por outra parte, as evidências da existência de matéria escura (ME) no universo são múltiples e inconstestáveis. Ela corresponde a mais de 80% da matéria observada no universo. Porém, o MP não contém nenhuma part1cula candidata à ME e portanto incorporarla requer uma teoria além do MP. Teorias ad hoc estendendo o MP só para acomodar ME existem em abundância e se bem servem de guia para a fenomenologia, não fazem previsões em relação ao resto da f1sica de part1culas. Um outro problema do MP é o fato da escala eletrofraca ser instável, o que dá lugar ao chamado problema da hierarquia de escalas. A solução desse problema requer nova f1sica na escala TeV, que é precisamente a escala de energia sendo estudada no Large Hadron Collider (LHC) do CERN. Neste projeto nos propomos estudar extensões do (MP) que descrevam nova f1sica na escala TeV resolvendo o problema da hierarquia e que ao mesmo tempo tenham naturalmente candidatos a ME. Em particular, vamos nos concentrar no chamado modelo Twin Higgs (TH). Nessa teoria, o bóson de Higgs é leve dado que ele é um pseudo bóson de Nambu-Goldstone (pNGB) resultado da quebra espontânea de uma simetria global. O modelo prevê a existência de um setor "twin", uma cópia quase exata do modelo padrão, tanto nas representações fermiônicas como do setor de gauge. O modelo TH foi proposto para resolver o problema da hierarquia. Porém, a necessária existência do setor twin permite a possibilidade de ter ME sem a necessidade de introduzir elementos adicionais. Em particular, os núcleons no setor twin são excelentes candidatos à ME dadas as condições certas no setor de Higgs da teoria. Existem várias possibilidades para usufruir o setor twin do TH para incorporar ME. O projeto tem como foco que o aluno estude em profundidade as possibilidades que já existem na literatura, e no fim fazer uma contribuição original.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

COSTA, DAVI B.. Anomaly-free U(1)(m) extensions of the Standard Model. Physical Review D, v. 102, n. 11, DEC 1 2020. (18/09833-9)

COSTA, DAVI B.. Anomaly-free U(1)(m) extensions of the Standard Model. PHYSICAL REVIEW D, v. 102, n. 11, p. 6-pg., 2020-12-01. (18/09833-9)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

COSTA, Davi Bastos. Massa de neutrinos e matéria escura em modelos de Twin Higgs. 2020. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física (IF/SBI) São Paulo.