Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Fenomenología de modelos supersimétricos : partículas y materia oscura. |
| Autor: | Pérez, Andrés Daniel |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA)
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| Publicación en la Web: | 2022-03-29 |
| Fecha de defensa: | 2020-03-26 |
| Fecha en portada: | 2020 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Físicas |
| Director: | López-Fogliani, Daniel Elbio |
| Consejero: | Simeone, Claudio Mauricio |
| Jurado: | Melo, Diego Gabriel; Medina, Aníbal Damián; Landau, Susana Judith |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | FENOMENOLOGIA; MATERIA OSCURA; SUPERSIMETRIA; GRAVITINO; AXINO; RAYOS GAMMAPHENOMENOLOGY; DARK MATTER; SUPERSYMMETRY; GRAVITINO; AXINO; γ-RAYS |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6953_Perez |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6953_Perez.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n6953_Perez |
| Ubicación: | Dep.FIS 006953 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Pérez, Andrés Daniel. (2020). Fenomenología de modelos supersimétricos : partículas y materia oscura.. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6953_Perez |
Resumen:
Dilucidar la composición de la materia oscura es uno de los temas abiertos más importantes en la fenomenología de partículas y astropartículas. Para ello, es necesario contar con un marco teórico de trabajo, y poder contrastar los resultados con experimentos capaces de detectar una señal proveniente de la materia oscura. Con respecto al marco teórico, los modelos supersimétricos se encuentran muy bien motivados y ofrecen candidatos viables a materia oscura. Por consiguiente, el compañero supersimétrico del gravitón, conocido como gravitino, surge como un candidato natural ya que solo es necesario asumir la existencia de gravedad en un contexto supersimétrico. En el marco de las extensiones supersimétricas mínimas del modelo estándar de partículas fundamentales, el ‘mu-from-nu supersymmetric standard model’, μνSSM, es capaz de reproducir toda la fenomenología conocida, incluyendo la masa y ángulos de mezcla de los neutrinos, dando además la posibilidad de encontrar señales de nueva física en un futuro cercano. Trabajando en el modelo mencionado, se estudió la detección en experimentos como Fermi–LAT de señales de rayos gamma provenientes del decaimiento del gravitino como materia oscura. Para ello se tuvo en cuenta todos los decaimientos del gravitino, complementando trabajos anteriores. La posibilidad de que se construya una nueva generación de detectores de rayos gamma en un futuro próximo, con la presentación a nivel internacional de propuestas concretas, motivó la inclusión del axino como candidato a materia oscura. El axino es el compañero supersimétrico del axión, y este último surge a partir de la conocida solución al problema denominado ‘strong CP problem’ del modelo estándar de partículas fundamentales. En esta tesis se ha analizado al axino como candidato a materia oscura el contexto del μνSSM por primera vez. Finalmente, se han estudiado escenarios con componente múltiple de materia oscura, en particular gravitinos y axinos ambos coexistiendo como constituyentes de la misma. Este escenario novedoso, incluye dos casos muy diferentes, cada uno con características distintivas: el axino más ligero que el gravitino y vice versa. Teniendo en cuenta la sensibilidad de futuros telescopios de rayos gamma en el rango energético MeV-GeV, se analizó la detectabilidad del axino y gravitino en los escenarios mixtos previamente mencionados. Se concluye que en casos especiales ambos pueden contribuir con una línea de rayos gamma como señal clara que indicaría la composición de la materia oscura.
Abstract:
To elucidate the composition of the dark matter is one of the most important open questions in particle and astroparticle phenomenology. To answer it, is necessary to work in a theoretical framework and to be able to experimentally test the theoretical results trough dark matter signals. With respect to the theoretical framework, supersymmetric models are very appealing since are well motivated offering viable dark matter candidates. In this context the supersymmetric partner of the graviton, known as gravitino, becomes a natural candidate. The existence of gravity in a supersymmetric context guarantee it existence, however to be a good dark matter candidate is model dependent and must be proved. Within the framework of a minimal supersymmetric extension of the standard model of fundamental particles, SM, we can find the ‘mu-from-nu supersymmetric standard model’, μνSSM. This proposal reproduces all known particle phenomenology including neutrino masses and mixing angles, giving the possibility of signals delectables in the near future. Working in the mentioned model in this thesis we analyze the detection in experiments such as Fermi-LAT of gamma ray signals arising from decaying gravitino dark matter. For this purpose all gravitino decays have been taken into account, complementing previous works. The possibility of an upcoming new generation of gamma ray detectors, with concrete proposals at the international level submitted, has motivated the inclusion of axino as a dark matter candidate. We must mention that the axino is the supersymmetric partner of the axion, and the later arise as a well-known solution to the ‘strong CP problem’ of the standard model of fundamental particles. In this thesis, the axino as a dark matter candidate has been analyzed in the context of the μνSSM for the first time. Finally, scenarios with multicomponent dark matter have been studied. Including gravitinos and axinos coexisting as dark matter constituents. This novel scenario includes two very different cases, each one with distinctive features: the axino lighter than the gravitino and vice versa. Considering the sensitivity of future MeV-GeV gamma ray telescopes, axino and gravitino signals were analyzed in the mixed scenarios mentioned previously. In special cases both dark matter candidates can produce a gamma ray line as a smoking gun that would uncover the dark matter composition.
Citación:
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Pérez, Andrés Daniel. (2020). Fenomenología de modelos supersimétricos : partículas y materia oscura.. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6953_Perez
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Pérez, Andrés Daniel. "Fenomenología de modelos supersimétricos : partículas y materia oscura.". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2020.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6953_Perez
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