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

Submitted by VIVIAN VENTURA FERREIRA LUIZ (vivisventura@gmail.com) on 2018-06-14T17:51:35Z No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 1531949 bytes, checksum: 577b1199d5fc233ab7cc7e672975849a (MD5) / Approved for entry into archive by Hellen Sayuri Sato null (hellen@ift.unesp.br) on 2018-06-15T17:55:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 luiz_vvf_me_ift.pdf: 1531949 bytes, checksum: 577b1199d5fc233ab7cc7e672975849a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T17:55:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 luiz_vvf_me_ift.pdf: 1531949 bytes, checksum: 577b1199d5fc233ab7cc7e672975849a (MD5) Previous issue date: 2017-09-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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. / The problem of dark matter is one of the open questions of cosmology and particle physics. Several observations, at different 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 fluctuations 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 Z_2 symmetry that develops a trivial vacuum configuration. Inside this new spectrum of particles we study the one that seems to propose a viable candidate to the dark matter.

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.

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

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.

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.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 354736 bytes, checksum: 7cf5aa1bfd0c39f4aa895f8ab4ba7e67 (MD5) Previous issue date: 2012-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / For a long time it is known that neutrinos have mass and are also able to oscilate between their flavor states. However, the Standard Model only contain massless neutrinos, what lead us to believe that, among other known issues of the model, it is not the final theory. If we want to give an explanation to the neutrino masses we would have to extend the Standard Model in such a way to naturally accommodate these tiny masses. A great number of mechanisms appeared for such matters and the Canonical Seesaw Mechanism was highly accepted for its simplicity and beautifulness. Simple because it demands the addition of a minimal set of fields possible to obtain the neutrino mass at the order of sub-eV. Beautiful because it requires the breaking of lepton number at the scale of Great Unification Theories, bringging effects of high energy theories to low energy ones. Nevertheless, its beauty has a price. It will be impossible for the Canonical Seesaw Mechanism to be tested in recent and future experiments, hence new mechanisms emerged with the possibility of being probed by the experiments. We propose a mechanism based on the Inverse Seesaw Mechanism, which gives rise to the neutrino mass at sub-eV relying on a tiny leptonic breaking scale μ ∼ KeV. The Inverse Seesaw is not able to explain, in a natural way, the smallness of the μ parameter and it is here that our modifications emerge. With the introduction of new scalar fields and assuming a Z5⊗Z2 symmetry it is possible to dinamicaly explain the smallness of μ and also recover the Canonical Seesaw formula for the neutrino masses. Along with that, the right-handed neutrinos are able to be at the eletroweak scale, hence it is possible to test the model in actual experiments. / Sabemos há vários anos que os neutrinos possuem massa, bem como oscilam entre seus estados de sabor. No entanto, o Modelo Padrão contém apenas neutrinos sem massa, o que nos leva a crer, juntamente com outros problemas conhecidos da teoria, que ele não é a teoria final. Se quisermos explicar as massas dos neutrinos, devemos estender o Modelo Padrão de tal forma a acomodar estas pequenas massas naturalmente. Muitos mecanismos com este fim surgiram e o Mecanismo Seesaw Canônico se destacou por sua simplicidade e beleza. Simples por exigir a menor modificação possível do Modelo Padrão para que ele seja realizado. Belo pois requer a quebra explícita do número leptônico em uma escala de energia da ordem da escala das Teorias de Grande Unificação, trazendo efeitos de teorias a altas energias para teorias a baixas energias. Contudo, sua beleza tem um preço. Em experimentos recentes e futuros é impossível que o Mecanismo Seesaw Canônico seja testado, consequentemente novos mecanismos surgiram com a possibilidade de que os experimentos possam comprová-los. Nossa proposta é baseada no Mecanismo Seesaw Inverso, cujo objetivo é gerar a massa dos neutrinos da ordem de sub-eV através de uma pequena escala de quebra do número leptônico μ ∼ KeV. O Seesaw Inverso não é capaz de explicar de uma forma natural a pequenez do parâmetro μ e é neste ponto que nossas modificações surgem. Com a introdução de novos campos escalares e assumindo uma simetria Z5 ⊗ Z2 é possível explicar dinamicamente a pequenez de μ e também recuperar a fórmula para as massas dos neutrinos obtidas no Seesaw Canônico. Juntamente com isso, os neutrinos de mão-direita podem ter massas até da ordem da escala Eletro-Fraca, portanto passa a ser possível que este modelo seja testado em experimentos atuais.

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.