Explorando o Setor Escuro: De EFTs a Holografia

Resumo

Este programa de pesquisa de doutorado tem como objetivo explorar o conceito de setor escuro em um sentido amplo, empregando ideias inovadoras e métodos avançados da física teórica. As três principais linhas de pesquisa são as seguintes.(A) O estudante utilizará os métodos da Teoria de Campos Efetiva (EFT) com o formalismo de splitting function para calcular os fluxos de pares de partículas escuras emitidos por núcleons e elétrons. Esse formalismo possibilita o estudo de diversos processos de difração e emissão no LHC e em outros contextos. Por exemplo, essa abordagem efetivamente transforma o LHC em um colisor de partículas escuras, de forma análoga às colisões de fótons já conhecidas.(B) O estudante investigará a possibilidade de que a matéria escura seja composta por um plasma fortemente interagente, em vez de partículas fracamente acopladas, utilizando um modelo holográfico de cinco dimensões recentemente desenvolvido. Diversos aspectos serão explorados, incluindo a busca por soluções do tipo halo e o estudo do decaimento da matéria escura como um efeito Hawking no bulk. Esses desenvolvimentos também possuem relevância teórica no contexto da correspondência fluido/gravidade.(C) O estudante analisará a anomalia do traço gerada por um setor escuro fortemente acoplado e suas implicações para a gravidade. Será realizada uma revisão detalhada do cenário inflacionário impulsionado pela anomalia do traço, incluindo possíveis realizações em holografia, bem como o desenvolvimento de sua fenomenologia.Projetos secundários incluem o estudo das previsões de teorias efetivas gravitacionais para buracos negros e uma análise aprofundada das forças macroscópicas induzidas por um background de partículas escuras. Muitas das linhas de pesquisa mencionadas encontram-se em intensa atividade e requerem avanços urgentes. (AU)