Estudo da abundância de relíquia de matéria escura em modelos com fóton escuro

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Matos, Fernanda Lima
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-25102023-231139/
Resumo: A natureza fundamental da matéria escura é um dos maiores mistérios da física contemporânea. Dentre os muitos modelos estudados na literatura para responder a esta questão, os setores escuros vêm ganhando notoriedade na comunidade. Tais modelos são capazes de reproduzir a abundância observada de matéria escura, enquanto a natureza indireta das interações de seus componentes com as partículas do modelo padrão pode explicar a dificuldade de se obter sinais de detecção direta. Neste trabalho, estudamos um modelo de setor escuro chamado modelo de fóton escuro (dark photon). Investigamos, através das equações de Boltzmann adequadas, como diferentes hierarquias de massa entre este mediador e a matéria escura (que supomos ser um férmion de Dirac) impactam o processo de freeze-out desta. Nosso objetivo foi calcular, para diferentes hierarquias, quais valores de acoplamento entre o dark photon e o modelo padrão são necessários para reproduzir a abundância de relíquia observada para a matéria escura. Considerando massas de matéria escura entre 5 MeV e 1 GeV, observamos a região do espaço de parâmetros viável para dark photons com massa superior a 1 GeV é pequena. Além disso, obtivemos que o valor máximo permitido para a razão entre a massa do dark photon e a massa da matéria escura é levemente maior que 13.