Orientador: Eduardo Pontón Bayona / Banca: Enrico Bertuzzo / Banca: Ricardo D'Elia Matheus / Resumo: O problema da matéria escura é uma das questões abertas da cosmologia e da física de partículas. Inúmeras observações, em diferentes escalas astronômicas, sustentam que a quantidade de matéria luminosa presente não é capaz de explicar o comportamento observado. A solução para esta inconsistência foi obtida através da introdução de uma nova forma de matéria que, não interagindo com a luz, foi intitulada por matéria escura. O Modelo Padrão da Cosmologia indica que esta componente contribui com mais de 80% da densidade de matéria no Universo, deve ser estável, não relativística e sua densidade relíquia deve combinar com as medidas obtidas pelas flutuações da CMB. Apesar disso, a natureza da matéria escura ainda é um mistério. Entre as partículas candidatas à matéria escura os mais populares são os chamados WIMPs. Esta espécie é considerada uma relíquia térmica e podem fornecer uma abundância compatível com a observada. Nesta direção, o presente trabalho então, trata uma extensão do Modelo Padrão da Física de Partículas, uma vez que este modelo não fornece nenhuma partícula apropriada à matéria escura, chamada Modelo do Dubleto Inerte, que é obtido adicionando um novo dubleto escalar por meio de uma simetria Z_2 que desenvolve uma configuração de vácuo trivial. Dentro do novo espectro de partículas estudamos aquela que parece propor um candidato viável à matéria escura. / Abstract: Abstract: The problem of dark matter is one of the open questions of cosmology and particle physics. Several observations, at di erent astronomical scales, maintain that the amount of light matter present is not able to explain the observed behavior. The solution to this inconsistency was obtained by introducing a new form of matter which, not interacting with light, was titled as dark matter. The Standard Model of Cosmology indicates that this component contributes with more than 80% of the matter density in the Universe, must be stable, non relativistic and its relic density should match with the measurements obtained by the uctuations of the CMB. Despite this, the nature of dark matter is still a mystery. Among the candidate particles for dark matter the most popular are the so-called WIMPs. This species is considered a thermal relic and can provide an abundance compatible with that observed. In this direction, the present work then deals with an extension of the Standard Model of Particle Physics, since this model does not provide any particle appropriate to dark matter, called Inert Doublet Model, which is obtained by adding a new scalar doublet through a Z2 symmetry that develops a trivial vacuum con guration. Inside this new spectrum of particles we study the one that seems to propose a viable candidate to the dark matter / Mestre

Orientador: Eduardo Pontón Bayona / Banca: Gustavo Alberto Burdman / Banca: Rogério Rosenfeld / Resumo: O problema da hierarquia no Modelo Padrão surge devido à presença de divergências quadráticas provenientes de correções quânticas ao parâmetro de massa do bóson de Higgs. O presente trabalho trata sobre um recurso conhecido como Supersimetria Dobrada (Folded Supersymmetry), que pode ser usado para construir extensões do Modelo Padrão que estejam livres dessas divergências. Dado que a contribuição do top quark é a mais significativa, este trabalho se propõe centralizar nele demonstrando que o cancelamento é possivel mediante um parceiro do top quark de spin oposto e carga de cor diferente ao da particula top. Deve-se notar a diferencia com as teorias supersimétricas, onde o parceiro, apesar de ter spin oposto, necessariamente possui a mesma carga de cor. Finalmente, construimos uma teoria com uma dimensãao espacial extra que serve como UV Completion para explicar a origem dos cancelamentos à energias maiores / Abstract: The hierarchy problem in the Standard Model arises due to the presence of quadratic divergences coming from loop corrections to the mass parameter of the Higgs boson. The present work reviews a tool known as Folded Supersymmetry that can be used to build Standard Model extensions which are free of those divergences. Since the top quark contribution is the most significant, this dissertation focuses on it showing that it is possible to cancel it out with a top quark partner with opposite spin-statistics and the same color charge as the top particle. We must note the difference with supersymmetric theories where the partner (superpartner), despite having opposite spin-statistics, necessarily has the same color charge. Finally, we construct a suitable UV completion in a 5-dimensional spacetime for the folded supersymmetric theory that explains the origin of the cancellations at higher energies / Mestre

Orientador: Rogério Rosenfeld / Coorientador: Alberto Tonero / Banca: Ricardo D'Elia Matheus / Banca: Enrico Bertuzzo / Abstract: The main goal of this dissertation is to show the enhancement of the cross-section for the double Higgs production through pair annihilation by including effective interactions and through the non-perturbative Sommerfeld effect. Bounds to some Wilson coefficients were obtained from such enhancement, this in the scenarios of the future e+ e− -colliders (FCC-ee, ILC, CLIC). In order to achieve this, some computational tools were implemented: FeynRules, FeynArts, FormCalc, and LoopTools. It is also shown the enhancement of the double Higgs production in 2HDM and MSSM, discussing the general framework of these two models. In addition, it is studied the threshold behavior of the cross-section for the double Higgs production when a hidden sector couples to the Higgs boson, yielding resonances below the threshold energy due to non-perturbative effects. We study the Sommerfeld effect in the double Higgs production in the scenario of e+ e− -colliders. The enhancement is discussed as generated from a hidden sector coupled to the Higgs boson. Below and above threshold enhancements are presented. Such analysis is of importance in the ILC project, which will operate up to the threshold energy √s = 250 GeV. The results has been achieved by the use of computational tools like FeynArts, FormCalc, and LoopTools / Resumo: O objetivo principal dessa dissertação é, mostrar o aprimoramento da seção de choque para a produção em dobro dos bósons de Higgs, por meio de aniquilação de pares, incluindo interações efetivas e através do efeito não perturbativo de Sommerfeld. De tais aprimoramentos, os limites para alguns coeficientes de Wilson foram obtidos, isso nos cenários de futuros aceleradores de e+e- (FCC-ee, ILC, CLIC). Para atingir estes resultados, algumas ferramentas computacionais foram implementadas: FeynRules, FeynArts, FormCalc e LoopTools. Também, é mostrado o aprimoramento da produção em dobro de bósons de Higgs no "2HDM" e "MSSM", discutindo o marco geral desses dois modelos. Além disso, foi estudado o comportamento, perto do limite de produção, da seção de choque da produção em dobro dos bósons de Higgs, quando um setor escondido é acoplado ao Higgs, produzindo ressonâncias abaixo da energia limite de produção, devido à efeitos não perturbativos / Mestre

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-03. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:50Z : No. of bitstreams: 1 000837676.pdf: 5906522 bytes, checksum: 4d7d813fa9837e6b5a068271f434ec38 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / No Modelo Padrão que descreve a física das partículas elementares e suas interações o campo de Higgs pode ser imaginado como um campo composto formado por uma força forte ainda desconhecida. Tal hípótese é bastante atrativa para completar o Modelo Padrão a altas energias. Problemas como hierarquia e naturalidade podem ser mais facilmente evitados. No contexto de uma força forte porém métodos de cálculo baseados em expansões perturbativas não tem mais validade. Uma alternativa para entender as propriedades básicas desse tipo de teoria é trabalhar em termos de teorias de gravitacão com dimensões extras. Nesta tese focamos no caso de uma dimensão espacial extra. Características genéricas desse tipo de cenário são a existência de partículas de gravidade massivas, associadas com a métrica penta-dimensional que acopla com o Modelo Padrão para matéria, levando a assinaturas diretas em colisores de partículas (como o LHC no CERN). Tais partículas de gravidade se acoplam com o setor de Higgs. A descoberta do bóson de higgs abriu um novo camp o de investigação para sua detecção direta, no estado final com dois bósons de higgs. Nós usamos técnicas de Monte Carlo para estudar as estratégias de análise que levariam a um melhor reconhecimento de novas ressonâncias que decaem em pares de bósons de higgs em colisores hadrônicos, que podem ser interpretadas como partículas de gravidade massivas. Finalmente apresentamos as buscas experimentais por tais ressonâncias realizadas no contexto do experimento CMS com dados retirados do primeiro run do LHC (com uma energia de centro de massa de 8 TeV) / The Higgs field of the Standard Model theory for elementary particles and interactions can be realized as a composite state from an underlying strong sector. Such hypothesis is very attractive as an ultraviolet completion of the Standard Model since it solves the hierarchy and avoids naturalness problems. The standard perturbative methods cannot be used in the context of strongly interacting theories, however thyose can be broadly describes in terms of extra dimensional models of gravity. We focus on the case of one additional Warped compact Extra Dimension (WED). The generic signatures of this scenario are the manifestation of heavy gravity particles, associated with the five dimensional metric, that couples with the Standard Model matter leading to direct collider signatures. The heavy gravity particles couples to the Higgs sector. The Higgs discovery had oponed a new investigation channel to LHC direct detection that is the di-higgs final state. We use Monte Carlo techniques to study the analysis strategies that would lead to a best recognition of new resonances decaying to a pair of higgses in hadron colliders, that can be interprets as the gravity particles. We finally present resonance searches performed with data taken by the CMS experiment on the 8 TeV LHC run. The results are interpreted as the gravity particles signatures in the WED context / CNPq: 141964/2009-0

Orientador: Vicente Pleitez / Banca: Mauro Donizeti Tonasse / Banca: Marcos Cardozo Rodriguez / Resumo: É estudado o decaimento do 'mü'- em dois diferentes modelos com simetrias de gauge 'SU(3) IND. c' X 'SU(3) IND. L' X 'U(1) IND. N'. Estes modelos coincidem com o modelo padrão a baixas energias, prevêem a existência de bósons de gauge bileptônicos e usualmente tem um setor escalar mais rico que o existente no modelo padrão. Fazendo uma redefinição da constante de Fermi, pode ser delimitada a massa do bóson de gauge dileptônico que aparece nos dois modelos e também é delimitada a massa de um escalar de Higgs / Abstract: We consider the 'mü'- leptonic decay in two different gauge models with 'SU(3) IND. c' X 'SU(3) IND. L' X 'U(1) IND. N' gauge symmetries. These models coincide with the standard model at low energies, predict the existence of bileptonic gauge bosons and its scalar sector is richer than the standard model one's. By redefining the Fermi constant, a limit for the bileptonic gauge boson may be set and, in case the new gauge boson is much heavier than the Higgs particle, a limit for the scalar may also be set / Mestre

Orientador: Rogério Rosenfeld / Co-orientador: Maxime Gouzevich / Banca: Eduardo Pontón Bayona / Banca: André Sznajder / Banca: Sérgio Ferraz Novaes / Banca: Oscar José Pinto Éboli / Resumo: No Modelo Padrão que descreve a física das partículas elementares e suas interações o campo de Higgs pode ser imaginado como um campo composto formado por uma força forte ainda desconhecida. Tal hípótese é bastante atrativa para completar o Modelo Padrão a altas energias. Problemas como hierarquia e naturalidade podem ser mais facilmente evitados. No contexto de uma força forte porém métodos de cálculo baseados em expansões perturbativas não tem mais validade. Uma alternativa para entender as propriedades básicas desse tipo de teoria é trabalhar em termos de teorias de gravitacão com dimensões extras. Nesta tese focamos no caso de uma dimensão espacial extra. Características genéricas desse tipo de cenário são a existência de partículas de gravidade massivas, associadas com a métrica penta-dimensional que acopla com o Modelo Padrão para matéria, levando a assinaturas diretas em colisores de partículas (como o LHC no CERN). Tais partículas de gravidade se acoplam com o setor de Higgs. A descoberta do bóson de higgs abriu um novo camp o de investigação para sua detecção direta, no estado final com dois bósons de higgs. Nós usamos técnicas de Monte Carlo para estudar as estratégias de análise que levariam a um melhor reconhecimento de novas ressonâncias que decaem em pares de bósons de higgs em colisores hadrônicos, que podem ser interpretadas como partículas de gravidade massivas. Finalmente apresentamos as buscas experimentais por tais ressonâncias realizadas no contexto do experimento CMS com dados retirados do primeiro run do LHC (com uma energia de centro de massa de 8 TeV) / Abstract: The Higgs field of the Standard Model theory for elementary particles and interactions can be realized as a composite state from an underlying strong sector. Such hypothesis is very attractive as an ultraviolet completion of the Standard Model since it solves the hierarchy and avoids naturalness problems. The standard perturbative methods cannot be used in the context of strongly interacting theories, however thyose can be broadly describes in terms of extra dimensional models of gravity. We focus on the case of one additional Warped compact Extra Dimension (WED). The generic signatures of this scenario are the manifestation of heavy gravity particles, associated with the five dimensional metric, that couples with the Standard Model matter leading to direct collider signatures. The heavy gravity particles couples to the Higgs sector. The Higgs discovery had oponed a new investigation channel to LHC direct detection that is the di-higgs final state. We use Monte Carlo techniques to study the analysis strategies that would lead to a best recognition of new resonances decaying to a pair of higgses in hadron colliders, that can be interprets as the gravity particles. We finally present resonance searches performed with data taken by the CMS experiment on the 8 TeV LHC run. The results are interpreted as the gravity particles signatures in the WED context / Doutor

Orientador: Alex Gomes Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2013

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

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

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-29Bitstream added on 2014-06-13T21:03:30Z : No. of bitstreams: 1 sanchezvega_bl_dr_ift.pdf: 617259 bytes, checksum: af2a12ec5a0dfc67abebc7c87568c022 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese, partículas tais como áxions, Májorons e neutrinos são consideradas em duas extensões eletrofracas do modelo padrão da física de partículas. Especificamente, os modelos considerados estão baseados nas simetrias de gauge SU(3)L ⊗ U(1)X eSU(2)L ⊗U(1)Y⊗U(1)B−L. Primeiramente, no contexto do modelo 3-3-1 com um sector escalar mínimo é realizado um estudo detalhado referente à implementção da simetria de Peccei-Quinn (PQ) para resolver o problema CP forte. Para a versão original do modelo, que possui apenas dois tripletos escalares, é mostrado que a Lagrangiana total é invariante sobre uma simetria PQ. No entanto, o áxion não é produzido porque um sub-grupo permanece sem quebrar. Embora, neste caso, o problema CP forte possa ser resolvido, a solução é amplamente desfavorecida porque três quarks não têm massa em todas as ordens da teoria de perturbação. A adição de um terceiro tripleto escalar resolve o problema dos quarks sem massa, mas o áxion que aparece é visível. Para fazer o modelo realístico teremos que modificá-lo. É mostrado que a adição de um singleto escalar junto com uma simetria de gauge discreta ZN é capaz de levar a cabo esta tarefa e proteger o áxion de efeitos da gravidade quântica. Para ter segurançaa que a simetria de gauge discreta que protege o áxion é livre de anomalias, é usada uma versão discreta do mecanismo de Green-Schwarz. A seguir, é considerado um modelo eletrofraco baseado na simetria de gauge SU(2)L ⊗U(1)Y⊗U(1)B−L, no qual temos neutrinos de mão direita com números quânticos exóticos e diferentes. Devido a esta particular caraterística, é possível termos de massa e de Yukawa para os neutrinos, com campos escalares que podem adquirir valores esperados do vácuo (VEVs) pertencendo a escalas de energia... / In this doctoral thesis axions, Majorons and neutrinos are considered into different electro weak extensions of the standar dmodel of the particle physics. Specifically, the two models considered are based on theSU(3)L ⊗U(1)X andSU(2)L⊗U(1)Y⊗ U(1)B−Lgaugesymmetries. Firstly, in the framework of a 3-3-1 model with a minimal scalar sector a detailed study concerning the implementation of the PQ symmetry in order to solve the strong CP problem is made. For the original version of the model, with only two scalar triplets, it is shown that the entire Lagrangian is invariant under a PQ-like symmetry but no axion is produced since aU(1) subgroup remains unbroken. Although in this case the strong CP problem can still be solved, the solution is largely disfavored since three quark states are left massless to all orders in perturbation theory. The addition of a third scalar triplet removes the massless quark states but the resulting axion is visible. In order to become realistic the model must be extended to account for massive quarks and invisible axion. It is shown that the addition of a scalar singlet together with aZN discrete gauge symmetry can successfully accomplish these tasks and protect the axion field against quantum gravitational effects. To make sure that the protecting discrete gauge symmetry is anomaly free, a discrete version of th eGreen-Schwarz mechanism is used. Secondly, an electroweak model based on the gauge symmetrySU(2)L ⊗U(1)Y⊗ U(1)B−L which has right-handed neutrinos with different quantum numbers is considered. Because of this particular feature it is possible to write Yukawa terms, and neutrino mass terms, with scalar fields that can develop VEVs belonging to different energy scales. A detailed study of the scalar and the Yukawa neutrino sectors is made to show that this model is compatible with... (Complete abstract click electronic access below)