Sinais na física além do modelo padrão - Lichtenstein, Gabriela Lima (2020)
Evidências de nova física podem surgir de experimentos distintos. Por exemplo, na física de colisores, vínculos cosmológicos e astrofísicos ou detectores de neutrinos. Diversas questes em aberto motivam essa procura, como o problema de hierarquia (PH), a natureza da matéria escura (ME) ou na inclusão das massas dos neutrinos no modelo padrão (MP). Notadamente, o PH justifica a procura de nova física no grande colisor de hadrons (Large Hadron Collider, LHC). Essa questão surge da rigorosa diferença entre a escala eletrofraca e ultra violeta (UV) do MP, denotada por $\\Lambda_{UV}$. A sensitividade da teoria é observada ao calcular correçes radiativas à massa do Higgs, as quais divergem quadraticamente com $\\Lambda_{UV}$. Logo, a presença de um boson de Higgs leve indica evidência de nova física na escala TeV ou ajuste fino do MP. Apesar de uma simetria adicional aliviar esse problema, dados recentes do LHC têm imposto vínculos rígidos em teorias além do MP. O pequeno problema da hierarquia (PPH) vem da sentividade à diferen\\c ca existente entre as escalas eletrofraca e a qual opera o LHC. O PPH pode ser referido por teorias com um setor escondido. Especificamente, naturalidade neutra (NN) é uma família de modelos que apresentam um grupo de cor escondido $SU(3)$ que não interage fortemente com o MP. Portanto, o parceiro do quark top sem cor pode ser leve, o qual alivia os vínculos com o LHC e apresenta uma fenomenologia única. NN tem uma assinatura distinta de vértices deslocados vindos de glueballs sem cor. Na primeira parte desta tese, nós modelamos a distribuição de vértices deslocados no LHC vindos de um cenário em Supersimetria Folded, que é uma realização de NN. A segunda parte da tese concerne procuras indireta por Matéria Escura (ME). Apesar de observaçes gravitacionais confirmarem sua existência de ME, não foi provada sua natureza como partícula elementar. Procuras indireta por ME incluem processos onde a ME se aniquilam em partículas do MP. Diversos experimentos restringem esses modelos, como telescopios, detectores de neutrino ou raios cósmicos. Particularmente, telescópios de raios X têm procurado por evidências de candidatos à ME com massa na escala keV. Os mais competitivos, como CHANDRA e XMM-NEWTON, usam a tecnologia de charged coupled devices (CCD) para obter imagens e espectroscopia. Existe uma proposta de um novo telescópio na orbita da Terra com uma versão melhorada do detector chamada skipper CCD. Sua vantagem consiste em ruídos eletrônicos extremamente baixos. Além disso, observaçes astrofísicas requerem um ângulo de abertura estreito. Entretanto, um campo de visão amplo deve aumentar o número de eventos vindos de interações extremamente fracas entre ME e a luz. Portanto, o novo telescópio de raios-x com skipper CCD e um vasto ângulo de abertura irá procurar por ME de uma maneira única. Neste trabalho, nós estudamos os sinais vindo de diversos cenários: decaimentos de neutrinos estéreis, espalhamento ressonante de raios-X, procura por axions e estrelas de matéria espelhada.