Investigação da natureza de um mediador vetorial massivo para a matéria escura por meio de colisões e+e−

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Mateus Junior, Marcio de Sousa
• Orientador(a): Silveira, Gustavo Gil da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Matéria escura; Física de partículas elementares; Cosmologia; Modelo padrão
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/211546

Diversos estudos têm se proposto a estudar a natureza da matéria escura (ME) e tentar desvendar a sua origem. Abordagens distintas têm sido empregadas para tentar compreender como a ME interage e quais seriam os mecanismos possíveis para detectá-la. Teorias além do Modelo Padrão das Partículas Elementares (MP) podem ser eficazes neste processo ao empregar modelos efetivos, simplificados ou mais completos para descrever a ME. Experimentos de detecção direta, indireta e buscas em colisores têm excluído grande parte dos modelos para ME. Entretanto, há indicações de que a ME ainda pode ser constituída de partículas e mediadores de alta massa, estes últimos da ordem de TeV. Sendo assim, este trabalho se propõe a investigar a interação entre férmions, mais especificamente pares elétron-pósitron, e partículas de ME pela interação via um novo mediador vetorial massivo, Z 0 . Foi estudada a produção de pares de ME escalar, fermiônica e vetorial via aniquilação de pares elétron-pósitron através do novo bóson Z 0 , avaliando a seção de choque total em termos das variáveis de Mandelstam no referencial do centro de massa e em função das larguras de decaimento e acoplamentos deste bóson mediador. Esta abordagem se baseia na possibilidade de se observar tal mecanismo de produção em experimentos realizados com aceleradores de léptons, mais especificamente, colisores elétron-pósitron. Como resultado, a distribuição de possíveis valores para as constantes de acoplamento entre a ME e o MP são investigados segundo os limites de exclusão obtidos pelo experimento Compact Muon Solenoid e pelo satélite Planck. Ademais, mostramos ainda que existem diversas possibilidades para possíveis massas deste novo bóson mediador massivo e para as partículas da ME que ainda recaem fora dos limites de exclusão parametrizados.