Neste trabalho consideramos extensões do Modelo Padrão contendo vértices quárticos anômalos parametrizados por operadores efetivos de dimensão oito. Estes alteram o comportamento das amplitudes do tipo VV VV , onde V pode ser o fóton, o bóson Z, o bóson W ou o Higgs. Para essa extensão ser consistente, ela tem que obedecer o teorema ótico. Entretanto, as amplitudes geradas por estes operadores efetivos tendem a aumentar conforme a energia do centro de massa aumenta. Estudaremos o comportamento dessas amplitudes e determinaremos se há violação de unitariedade. Para isso utilizamos também o formalismo da base de helicidade. / In this work we consider Standard Model extensions containing anomalous quartic vertex parametrized by effective dimension-eight operators. These modify the behaviour of the scat- tering amplitudes VV VV , where V can be photon, Z boson, W boson and Higgs. To this extension be consistent, it has to obey the optical theorem. However, the amplitudes generated by these effective operators tends to grow as the center of mass energy increase. We will study the behaviour of these amplitudes and we will determine if there is unitarity violation. For this it was also used the helicity base formalism.

Enquanto todos os modelos com neutrinos massivos de Majorana levam ao mesmo operador efetivo de dimensão d = 5, que não conserva número leptônico, os operadores de dimensão d = 6, obtidos a baixas energias, conservam número leptônico e são diferentes dependendo do modelo de alta energia da nova física. Derivamos os operadores de dimensão d = 6 que são característicos de modelos Seesaw genéricos, no qual a massa do neutrino resulta do intercâmbio de campos pesados que podem ser tanto singletos fermiônicos, tripletos fermiônicos ou tripletos escalares. Os operadores resultantes podem conduzir a efeitos observáveis no futuro próximo, se os coeficientes dos operadores de dimensão d = 5 e d = 6 são desacoplados. Neste trabalho apresentamos o modelo violação mínima de sabor no contexto do modelo seesaw tipo III, no qual é possível obter tal desacoplamento. Isto permite reconstruir a estrutura de sabor a partir dos valores das massas dos neutrino leves e dos parâmetros de mistura, mesmo na presença de fases de violação CP. / While all models of Majorana neutrino masses lead to the same dimension five effective operator, which does not conserve lepton number, the dimension six operators induced at low energies conserve lepton number and differ depending on the high energy model of new physics. We derive the low-energy dimension six operators which are characteristic of generic Seesaw models, in which neutrino masses result from the exchange of heavy fields which may be either fermionic singlets, fermionic triplets or scalar triplets. The resulting operators may lead to effects observable in the near future, if the coefficients of the dimension five and six operators are decoupled. In this work we present the model of minimal avor violation in the context of the type III seesaw model, in which it is possible to obtain the decoupling mentioned before. This allows to reconstruct the avour structure of the model from the values of the light neutrino masses and mixing parameters, even in the presence of CP-violating phases.

Neste trabalho realizamos uma abordagem fenomenológica da observação de novos bósons de spin-1 associados ao setor de Quebra de Simetria Eletrofraca. Como motivação a essa análise estudamos primeiramente o caso especial de modelos baseados no mecanismo de Quebra espontânea de Simetria por Condições de Contorno, os quais também apresentam uma torre de bósons vetoriais de Kaluza-Klein assegurando a unitariedade no espalhamento entre bósons gauge. Na análise fenomenológica efetuamos uma abordagem independente de modelo analisando o potencial do Large Hadron Collider (LHC) na detecção de novos bósons vetoriais associados ao setor de quebra de simetria. / In this work we performed a phenomenological observation of new spin-1 bosons associated with the Electroweak Symmetry Breaking sector. As motivation for this analysis we previously studied the special case of models based on the mechanism of Eletroweak Symmetry Breaking via Boundary Conditions, which also have a tower vector of Kaluza-Klein bosons ensuring unitarity in scattering between gauge bosons. In the phenomenological analysis we performed a model independent approach to analyzing the potential of the Large Hadron Collider (LHC) in the detection of new vector bosons associated with the symmetry breaking sector.

Há evidência para uma linha espectral em E ≈ 130 GeV nos dados do Fermi-LAT, que pode ser explicada por partículas de matéria escura aniquilando-se em fótons. Revisamos um modelo de matéria escura que consiste em um férmion de Dirac singleto e um escalar singleto. O escalar implementa a quebra espontânea de simetria no setor escuro, além de ser responsável pela comunicação entre as partículas de matéria escura e do Modelo Padrão através do acoplamento com o Higgs. Essas interações são suprimidas pela mistura do escalar com o Higgs. Assim, a matéria escura fermiônica singleta é naturalmente uma partícula massiva que interage fracamente (WIMP, na sigla em inglês) e pode explicar a densidade de relíquia observada. Esse modelo não consegue produzir o sinal identificado nos dados do Fermi-LAT, então propomos uma modificação. Introduzimos um escalar multipleto que carrega carga elétrica e acopla-se ao escalar singleto, e conseguimos produzir o sinal. O consequente aumento da razão de ramificação do processo h → γγ é consistente com medidas do experimento CMS. / There is evidence for a spectral line at E ≈ 130 GeV in the Fermi-LAT data that can be explained as dark matter particles annihilating into photons. We review a dark matter model that consists in a singlet Dirac fermion and a singlet scalar. The scalar implements the spontaneous symmetry breaking in the dark sector, and is responsible for the communication between dark matter and Standard Model particles through a coupling to the Higgs. These interactions are supressed by the mixing between the scalar and the Higgs. Therefore, the singlet fermionic dark matter is naturally a weakly interacting massive particle (WIMP) and can explain the observed relic density. This model cannot produce the signal identified in the Fermi-LAT data, so we propose a modification. We introduce a scalar multiplet that carries electric charge and couples to the singlet scalar, and succeed in producing the signal. The resulting increase of the branching ratio of the h → γγ process is consistent with measurements from the CMS experiments.

O regime de energia do experimento Large Hadron Collider (LHC) no CERN amplia o espaço de fase para a produção de partículas de uma maneira sem precedentes, possibilitando um estudo mais detalhado das partículas e seus subcomponentes. Muitos processos de espalhamento interessantes para a fenomenologia da QCD em altas energias, principalmente aqueles mediados por troca de objetos sem cor, são caracterizados por partículas emitidas em ângulos de espalhamento muito pequenos em relação ao eixo do feixe incidente. Especialmente em processos de espalhamento, a fração de momentum dos pártons no alvo é aproximadamente x = (M/√s)e−y, onde M é a massa da partícula e √s é a energia de centro de massa, assim pequeno - x está relacionado com a região de grande pseudorapidez (η = −ln[tan θ/2] ≈ y), a qual é denominada região frontal. Esta Tese trata, portanto, da física de pequeno - x em processos frontais no LHC, analisando especificamente a produção dos mésons J/ e (2S) em energias de centro de massa 2.76 TeV em colisões coerentes e incoerentes eletromagnéticas PbPb e a produção de diléptons em colisões pp em energias de centro de massa de 7 TeV . A abordagem utilizada nos cálculos é o formalismo de dipolos de cor, o qual é conveniente em pequeno - x, e apresenta uma forma eficaz e simplificada para o cálculo das seções de choque. As predições apresentadas são consistentes com dados experimentais das colaborações ALICE, E866 e CDF, mostrando a robustez do modelo utilizado. / The Large Hadron Collider (LHC) energy regime extends the phase space for particle production to an unprecedent way, enabling a more detailed study of subatomic particles. Many interesting scattering processes for QCD phenomenology at high energies, specially those mediated by the exchange of objects without color, are characterized by particles emitted in very small scattering angles relative to the axis of incident beam. Specially in scattering processes, the target parton momentum fraction is approximately x = (M/√s)e−y, where M is the particle mass and √s is the center of mass energy. Therefore, small-x is related to the large pseudorapidez region (η = −ln[tan θ/2] ≈ y), which is called forward region. Therefore, this thesis deals with the small-x physics in forward processes at the LHC, specifically analyzing the production of mesons J/ and (2S) at 2.76 TeV center of mass energy in coherent and incoherent electromagnetic PbPb collisions and dileptons production at 7 TeV center of mass energy in pp collisions. The approach used in the calculations is the color dipole formalism, which is convenient in small-x, and presents an effective and simple way to calculate the cross sections. The predictions are consistent with the ALICE, CDF and E866 collaborations experimental data, showing the robustness of the considered model.

Orientador: Prof. Dr. José Kenichi Mizukoshi / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2016. / Searches for new physics beyond the Standard Model are important subjects at the current Run-2 of the Large Hadron Collider (LHC) and next generation colliders. In this context, we make independent studies of the phenomenology of a new hypothetical heavy Majorana neutrino (N) and a heavy spin-1 charged vector (W¿) at the LHC and a future 100 TeV very large hadron collider (VLHC), we also study the potential of the future International Linear Collider (ILC) to measure the rare h ! Z Higgs decay. Toward this end, the N production via the W fusion process is investigated and found it to be larger than the Drell-Yan production for mN > 1 TeV at the 14 TeV LHC and for mN > 770 GeV at the 100 TeV VLHC. Then we computed the discovery potential of the these colliders to discover an N using the same-sign dimuon channel. In the case of the h ! Z Higgs decay we investigated the Higgsstrahlung production at the 250 GeV ILC, we found that a sensitivity of 58% can be reached in the inclusive ¿Ê¿Ê X channel with 3 ab.1, where X denotes the inclusive decay of the Z boson from the Higgs. Finally, in the case of the W¿, we studied its contribution to the h ! Higgs decay process and constrained the strength of the W¿W¿h interaction. Finally, we study the Drell-Yan W¿ production with its decay to the Wh pair at the LHC.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-09. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:43Z : No. of bitstreams: 1 000833427.pdf: 449220 bytes, checksum: 758ad7ad483cbe265ba29cfb939252ad (MD5) Bitstreams deleted on 2016-05-04T13:08:32Z: 000833427_.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-04T13:09:34Z : No. of bitstreams: 1 000833427.pdf: 27828302 bytes, checksum: f9bffd8775ba9e024fb2915e6e0a6087 (MD5) / O objetivo deste trabalho é estudar os aspectos gerais do setor escalar do Modelo Padrão, a partir princípio de gauge, que dá consistência teórica à formulação do Modelo Eletrofraco, assim como a quebra espontânea de simetria e o mecanismo de Higgs que são fundamentais no contexto do modelo para a geração de massa das partículas elementares e, tem como consequência o surgimento de uma nova partícula escalar massiva, o bóson de Higgs do Modelo Padrão, cuja massa não está definida no modelo. Apresentamos um estudo dos principais modos de produção e decaimento do bóson de Higgs bem como a sua busca em aceleradores. Apresentamos um conjunto de resultados experimentais que foram publicados ao longo dos anos nas principais colaborações como LEP, Tevatron e LHC, que contribuíram na longa trajetória da busca, até sua identificação em 2012 / The objective of this work is to study the general aspects of the scale sector of the Standard Model the principle of gauge, which gives theoretical consistency to the electroweak model formulation, as well as spontaneous symmetry breaking and the Higgs mechanism, that are fundamental for the mass generation of the elementary particles, and gives rise to a new massive particle scale, the Higgs boson of whose value is not defined in the model. We present a study of the major modes of production and decay of Higgs boson as well as search of such particle in accelerators. We present a set of experimental results that have been published over the years in the major collaborations as LEP, Tevatron and LHC, which contributed in the long history of the Higgs boson search, until its identification in 2012

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-03-17T13:32:16Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1432836 bytes, checksum: 787aec1b6ccf4583bde4a76a32999d81 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-17T13:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1432836 bytes, checksum: 787aec1b6ccf4583bde4a76a32999d81 (MD5) Previous issue date: 2012-03-15 / The Standard Model of elementary particles has been verified by all experimental tests up to the present moment. However, theoretical and experimental evidences guarantee us that this model is not the final one that describes the fundamentals interactions. In this way, the aim of this work is to develop model based on the gauge group 𝑆𝑈(3)𝐶⊗𝑆𝑈(3)𝐿⊗ 𝑈()𝑋 (331 model), a simple extension of the gauge group of the Standard Model, which solves some problems not covered by this model. There are many versions of 331 model well-founded, one of these is the minimal version, which leptonic content is identical to the Standard Model. In the minimal 331 model, the scalar sector is formed by three triplets and one sextet of scalars, which leads to large amount of interactions, so this proposal complicates the phenomenology of the scalar sector. In my work, we shall show that the structure of the minimal 331 model can be constructed with only two triplets. In relation to the later model, our model presents some advantages, like making the phenomenology of the scalar sector more tractable. / O modelo padrão das partículas elementares foi verificado por todos os testes experimentais até o momento. No entanto, evidências teóricas e experimentais nos garantem que ele não é o modelo final das interações fundamentais. Assim, a proposta desta dissertação é desenvolver um modelo baseado no grupo de simetria 𝑆𝑈(3)𝐶 ⊗𝑆𝑈(3)𝐿⊗𝑈()𝑋 (modelo 331), uma simples extensão do grupo de simetria do modelo padrão que soluciona alguns questionamentos não atacados por ele. Existem versões desse modelo bem fundamentadas, uma delas é a versão mínima do modelo 331, cujo conteúdo leptônico é idêntico ao do modelo padrão. Nessa versão do modelo, o setor escalar contém três tripletos e um sexteto de escalares, gerando uma grande quantidades de interações e assim, dificultando a fenomenologia do setor escalar. Neste trabalho, mostraremos que a estrutura da versão mínima do modelo 331 pode ser construída com apenas dois tripletos de escalares. Comparado ao anterior, o nosso modelo apresenta algumas vantagens, sendo que uma delas é tornar a fenomenologia do setor escalar mais tratável.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1204809 bytes, checksum: 5976a34278e9533ed5bacae174865cb0 (MD5) Previous issue date: 2011-05-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this thesis we study some extensions of the Standard Model to accommodate mass for neutrinos. In order to explain the deficit of atmospheric and solar neutrinos observed on Earth, the phenomenon of flavor oscillation between families requires that neutrinos have physical mass eigenstates. For this, we constructed possible mass terms of Majorana or Dirac. We also develop type I-II seesaw mechanisms to generate neutrino masses. Analyzing the applicability of these seesaw mechanisms, we observe, for example, that the type I seesaw requires the existence of heavy right-handed neutrinos mass with the scale of grand unification. Next, we study the triple seesaw mechanism, where we show the possibility of generating neutrino mass using the TeV energy accelerators. We also examine the scalar sector of this mechanism, which is based on a Two Higgs Doublet Model, in addition to standard model content. Finally, we derive the mass spectrum of the scalar, obtaining a stable pseudoscalar with mass close to 10 GeV, as a possible cold dark matter candidate. / Nesta dissertação estudamos algumas extensões do Modelo Padrão que acomodam massa para neutrinos. Para a explicação do déficit de neutrinos solares e atmosféricos observados na Terra, o fenômeno da oscilação de sabores entre as famílias requer que neutrinos tenham autoestados físicos massivos. Para isso, construímos possíveis termos de massa de Dirac ou Majorana e desenvolvemos os mecanismos seesaw dos tipos I e II para geração de massa para neutrinos. Analisando as aplicabilidades destes mecanismos seesaw, observamos, por exemplo, que o seesaw do tipo I requer a existência de neutrinos pesados de mão-direita com massa na escala das teorias de grande unificação. Em seguida, estudamos o mecanismo seesaw Triplo, que tem como base um modelo com dois dubletos e um singleto de escalares, além do conteúdo padrão. Neste modelo, mostramos a possibilidade de geração de neutrinos massivos usando os aceleradores com energia na escala de TeV. Finalmente, analisamos o setor escalar do modelo que realiza este seesaw, onde derivamos o espectro de massa dos escalares, obtendo um pseudoescalar estável com massa próxima a 10 GeV, que é um possível candidato a matéria escura fria.

Orientador: Fernando Luis de Campos carvalho / Banca: Julio Marny Hoff da Silva / Banca: José Abdalla Helayël-Neto / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar os aspectos gerais do setor escalar do Modelo Padrão, a partir princípio de gauge, que dá consistência teórica à formulação do Modelo Eletrofraco, assim como a quebra espontânea de simetria e o mecanismo de Higgs que são fundamentais no contexto do modelo para a geração de massa das partículas elementares e, tem como consequência o surgimento de uma nova partícula escalar massiva, o bóson de Higgs do Modelo Padrão, cuja massa não está definida no modelo. Apresentamos um estudo dos principais modos de produção e decaimento do bóson de Higgs bem como a sua busca em aceleradores. Apresentamos um conjunto de resultados experimentais que foram publicados ao longo dos anos nas principais colaborações como LEP, Tevatron e LHC, que contribuíram na longa trajetória da busca, até sua identificação em 2012 / Abstract: The objective of this work is to study the general aspects of the scale sector of the Standard Model the principle of gauge, which gives theoretical consistency to the electroweak model formulation, as well as spontaneous symmetry breaking and the Higgs mechanism, that are fundamental for the mass generation of the elementary particles, and gives rise to a new massive particle scale, the Higgs boson of whose value is not defined in the model. We present a study of the major modes of production and decay of Higgs boson as well as search of such particle in accelerators. We present a set of experimental results that have been published over the years in the major collaborations as LEP, Tevatron and LHC, which contributed in the long history of the Higgs boson search, until its identification in 2012 / Mestre