Aspectos de setores escuros

Autor(es)

Gabriel Massoni Salla

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física (IF/SBI)
• Data de defesa: 2025-08-08

Membros da banca

Enrico Bertuzzo; Oscar Jose Pinto Eboli; Clarissa Martins Siqueira; Marco Taoso; Andrea Tesi

• Orientador: Enrico Bertuzzo

Resumo

Nesta tese são estudados Setores Escuros, uma classe de modelos além do Modelo Padrão que contém novas partículas leves e fracamente interagentes. O principal objetivo consiste em revisitar a formulação usua destes Setores Escuros, e ao mesmo tempo expandir a discussão destes por meio da introdução de ingredientes não-minimais, porém simples. Em particular, há interesse em não apenas prover motivações robustas para a introdução destes elementos, mas também no seus impactos fenomenológicos e como se comparam com estudos anteriores. Na primeira parte desta tese estuda-se a física de modelos de fóton escuro. Consideram-se dois cenários distintos: um no qual existem novos graus de liberdade pesado contribuem para a teoria a baixas energias através de operadores efetivos com o fóton escuro, e outro no qual o mecanismo de geração de massa do fóton escuro é adicionado explicitamente. Em ambos os casos, são observadas grandes modificações ao nível fenomenológico, quando comparadas com o modelo mínimo do fóton escuro. Na segunda parte, nós analisamos modelos com partículas do tipo axion. Introduzimos partículas do tipo axion que são leptofílicas, chamadas majorons, e derivamos novos limites em seu espaço de parâmetros vindos do experimento ArgoNeuT. Em seguida, construímos o correspondente modelo barionfílico, introduzindo o bajoron, e estudamos a fenomenologia e cosmologia do modelo. Na última parte da tese, consideramos efeitos gravitacionais, mais precisamente producção cosmológical gravitacional e buracos negros primordiais, que são muito relevantes para a física de Setores Escuros, em particular quando as partículas escuras são tomadas como matéria escura. Revisamos cada um destes fenômenos e estudamos então suas reciprocidades. (AU)

• Processo FAPESP: 20/14713-2 - Aspectos da conexão neutrino-matéria escura
• Beneficiário: Gabriel Massoni Salla
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado