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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Observáveis de Matéria Escura como um Férmion de Majorana
metadata.dc.creator: Santos, Maíra Dutra Vasconcelos dos
metadata.dc.contributor.advisor1: Pires, Carlos Antônio de Sousa
metadata.dc.description.resumo: A Matéria Escura (ME) é uma peça fundamental para nosso entendimento sobre a evolução do universo. Sua existência foi confirmada pelos efeitos gravitacionais que exerce sobre a matéria que conhecemos e até hoje não sabemos sua constituição. Assumir que ela seja constituída de partículas implica na necessidade de estender o Modelo Padrão das Partículas Elementares (MP). Há vários experimentos buscando partículas neutras, estáveis e pouco interagentes conhecidas como WIMPs, mas até agora nenhum sinal positivo é conclusivo. Em vista disso, propomos um férmion de Majorana como candidato à ME em uma das extensões mais simples do MP, adicionando ao setor escalar um escalar neutro singleto que se mistura com o bóson de Higgs. Em seguida, estudamos outro modelo que acrescenta ao anterior um escalar carregado singleto mediando interações entre as partículas de ME e os léptons. Nos dois modelos, computamos a abundância relíquia, a seção de choque de espalhamento com nucleons (detecção direta) e a taxa de aniquilação de ME em partículas do MP (detecção indireta) usando o pacote numérico micrOMEGAs. Em conclusão, mostramos que esses modelos têm uma interessante região de parâmetros que fornece a abundância relíquia correta estando de acordo com os limites das detecções direta e indireta. Finalmente, investigamos a possibilidade de o majoron que aparece em nossas extensões ser radiação escura, à luz de recentes análises do espectro da radiação CMB.
Abstract: Dark Matter (DM) is a key piece for our understanding of the universe evolution. Its existence has been confirmed by gravitational effects on the known matter, and we do not know its constitution just yet. The assumption that DM is composed of particles demands an extension of the Standard Model of Elementary Particles (SM). There are many experiments searching for neutral, stable, weakly interacting particles so called WIMPs, but no conclusive positive signal has been observed so far. That being said, we propose a Majorana fermion to be our DM candidate in one of the simplest minimal extensions of the SM, which adds to the scalar sector a neutral scalar that mixes to the Higgs boson. Further, we study another model which supplements the former by adding a charged scalar, which mediates interactions between the DM particle and leptons. In both models, we compute the relic density, the scattering cross section off nucleon (Direct Detection), and its annihilation rate in Standard Model particles (Indirect Detection) using the numerical package micrOMEGAs. In conclusion, we interestingly find that such models have regions of the parameter space yielding the right abundance while compatible with direct and indirect detection limits. Lastly, we investigate the possibility having the Majoron risen in our extensions as dark radiation in the light of the recent CMB spectrum analyses.
Keywords: Matéria Escura
Férmion de Majorana
Abundância Relíquia
Detecção Direta
Detecção Indireta
Dark Matter
Majorana Fermion
Relic Density
Direct Detection
Indirect Detection
metadata.dc.subject.cnpq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal da Paraí­ba
metadata.dc.publisher.initials: UFPB
metadata.dc.publisher.department: Física
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citation: SANTOS, Maíra Dutra Vasconcelos dos. Observáveis de Matéria Escura como um Férmion de Majorana. 2014. 99 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal da Paraí­ba, João Pessoa, 2014.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5758
Issue Date: 30-Jul-2014
Appears in Collections:Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Física

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