Foi mostrado recentemente que modelos de matéria escura com partículas autointeragentes podem evitar diversas discrepâncias com as observações e simulações de N corpos que surgem nos modelos de matéria escura fria convencional. Encorajados por esse fato, diversos autores tem proposto modelos em que um singleto escalar autointeragente é introduzido no modelo padrão de maneira ``ad hoc". A estabilidade da partícula é garantida por alguma simetria extra. Nesse trabalho propomos um candidato a matéria escura autointeragente automaticamente estável que surge no contexto de uma teoria de gauge construída a partir de outras motivações e com uma fenomenologia independente.

Uno de los retos más importantes en la búsqueda de física nueva, en los procesos del LHC, es reducir el “Ruido de fondo". En este trabajo, se buscará reducir el “Ruido de fondo" de algunos procesos del Modelo Estándar como la producción de pp ---> tt + jets, pp ---> W + jets, pp ---> Z + jets (Z---> vv ) y multijets (pp ---> jets), con un conjunto de cortes cinemáticos a variables usados en el experimento CMS. Para este propósito se empleará software avanzado como Pythia y Delphes. / Tesis

Três aplicações de campos escalares a cosmologias homogêneas e isotrópicas são apresenta- das, com motivações e resultados diversos. No primeiro caso, uma técnica de multiplicadores de Lagrange é usada para estabelecer vínculos físicos sobre os invariantes de curvatura possivelmente presentes na ação efetiva de baixas energias da teoria de cordas. Um modelo não-singular é obtido em um caso partícula, sugerindo uma possível correção na ação da gravitação compatível com as simetrias das cosmologias de cordas. Numa outra abordagem, é proposto um modelo fenomenológico não-singular baseado no decaimento do termo cosmológico. O modelo tem como principal característica uma passa- gem suave entre uma fase inflacionária do tipo de Sitter e uma fase com dinâmica do tipo Friedmann-Robertson-Walker. Como último exemplo é considerado um campo escalar acoplado termicamente ao fluido cósmico. Adotando um termo dissipativo específico, mas usual, é definido um espaço de parâmetros contendo as cosmologias com campos escalares mais comuns e o modelo padrão como casos particulares. As condições de rolamento lento são obtidas e é apresentado um modelo cosmológico simples para exemplificar o potencial heurístico dos parâmetros propostos. / Three applications of scalar fields to homogeneous and isotropic cosmologies are presented, with distinct motivations and resuIts. In the first case, a Lagrange multiplier technique is used in order to set physical constraints on the curvature invariants possibly present in the low energy effective action of string theory. In a particular case, a nonsingular model is obtained, suggesting a possible correction in the gra- vity action which is compatible to the symmetries of string cosmology. In another approach, a nonsingular model based on the decay of the cosmological term is pro- posed. The model has as a major feature a smooth transition between an inflationary de Sitter phase and a phase with FRW-type dynamics. As a last example, a scalar field thermally coupled to the cosmic fluid is considered. By adop- ting a specific but usual dissipative term, it is defined a parameter space encompassing the most common scalar field cosmologies, as well as the standard model, as limiting cases. Slow roll conditions are obtained and it is presented a simple toy model to illustrate the heuristic potential of the proposed parameters.

Nesta dissertação trataremos partículas de Dirac em espaços de Riemann-Cartan, que são espaços métricos riemanniânos onde não se impõe a restrição de que a conexão seja simétrica. Inicialmente mostramos, a título de revisão, como a equação de Dirac pode ser generalizada para tais espaços, passando a seguir ao estudo do acoplamento dessas partículas à geometria de fundo. Enquanto que na Relatividade Geral o acoplamento à curvatura do espaço leva simplesmente a uma alteração da massa efetiva de repouso do férmion, a introdução da torção dá origem a mudanças mais profundas. Isso é também comprovado analisando o limite não relativístico da equação de Dirac. A seguir, estudamos o comportamento do spin da partícula, determinando sua equação de movimento na presença adicional de um campo eletromagnético de fundo. Finalmente, obtemos as leis de conservação associadas aos grupos de movimento nesses espaços, isto é, construímos o Teorema de Noether para férmions em espaços de Riemann-Cartan. O enfoque é o de Jackiw e Fleming, e é particularmente confortante observar que, apesar das complicações introduzidas pelo caso não trivial aqui tratado, a simplicidade e a clareza da formulação original não são perdidas. / ETETRONS OF DIRAC IN TWIST SPACE

Obtivemos, a partir do reconhecimento de propriedades de simetria em uma classe de funções de onda tipo BCS, expressões analíticas para energias de BCS projetadas e taxas de transição de reações entre estados coletivos de emparelhamento isovetorial em núcleos. Como consequência, efetuamos um tratamento simplificado de coordenadas geradoras. Nesta tese, o objetivo é mais o de estabelecer um instrumento simples e eficiente para descrever estes estados coletivos O+, do que apresentar novos resultados. Testamos a validade, as limitações e vantagens desta nossa aproximação em modelos simples e núcleos. Entre os diversos resultados, nossas amplitudes espectroscópicas obtidas por GCM são comparáveis aos métodos de diagonallização exata no modelo de camada. De maneira geral, podemos afirmar: o que foi obtido encoraja-nos sobremaneira, especialmente se considerarmos que elas foram conseguidos por uma aproximação bastante simples. Também apresentamos alguns novos resultados de tal forma que podemos colocar em bases sólidas a nossa abordagem dos estados coletivos de emparelhamento isovetoriais. Em vista da simplicidade de nossa aproximação, o presente modelo pode ser considerado um bom candidato para um estudo sistemático dos estados coletivos de emparelhamento isovetorial, que em núcleos semi-pesados, são fortemente populados por reações de transferência de um par. / Analytical expressions for the projected-BCS energies and reaction transition rates among the isovector pairing collective states are obtained by the recognition of symmetry properties in a class of BCS wave functions. As a consequence it was possible to employ a simplified Generator Coordinate Method calculation. The main purpose of the present work is to establish and develop a simple yet powerful tool for the less complicated nuclear models and for some real nuclei. Among the various results, our GCM values of spectroscopic amplitude are shown to be comparable to those of the Shell Model calculations. This is indeed encouraging especially in view of the fact that they were reached using a simple approximation such as the present one. The results also clearly demonstrate that our model is on a rather sound basis and can be applied immediately to the study of isovector collective motions. The great simplicity of the present method, as compared with their earlier complicated versions, suggests that they might prove useful in the study of isovector pairing collective states which are strongly populated by pair transfer reactions in the medium weight nuclei.

O yield da reação 63Cu (?,2n)61Cu foi medido por atividade residual. As irradiações foram feitas no Acelerador Linear do IFUSP, com gamas de Bremsstrahlung, para energias entre 21 e 33 MeV. As medidas foram feitas em relação à reação 63Cu (?,n)62Cu, tomada como normalização. Dois sistemas de medida completamente distintos foram empregados: um deles consistindo de detetor Ge-Li para a medida das linhas características, e outro um sistema empregando detetor NaI (T1) para o acompanhamento das meias vidas. Para energias de excitação maiores que 6,40 MeV no 61Cu o canal de decaimento por prótons está aberto, e comparações entre medidas por atividade residual e medidas feitas por diversos autores, detetando-se os nêutrons, fornecem informações sobre o possível decaimento por prótons. Uma análise empregando o Modelo Estatístico de Reações Nucleares é feita. Cálculos envolvendo a emissão de dois nêutrons pelo 63Cu, populando os níveis excitados do 61Cu, que podem decair por prótons, foram comparados com os resultados experimentais. Um estudo da emissão de Prótons atrasados seguindo ? decay, e aspectos experimentais relacionados dos estados análogos isobáricos na emissão de prótons é discutido. / Yield measurements of 63Cu reaction (?, 2n) 61Cu

En este trabajo buscamos un método para diferenciar entre lluvias de partículas producidas por rayos cósmicos y por rayos gamma a energías de TeV, utilizando simulaciones CORSIKA. Este método intenta resolver el problema que existe en la búsqueda de señales de rayos gamma medidos por diversos experimentos frente a un fondo de flujo dominante de hadrones. Los resultados de este trabajo pueden aplicarse al estudio de Explosiones de Rayos Gamma (GRBs). Los GRBs emiten fotones muy energéticos, que al interactuar con la atmósfera terrestre, producen una gran cascada electromagnética de partículas secundarias, las cuales son detectables. El procedimiento sería simular eventos producidos por fotones, la señal, y protones, el fondo, que son las partículas más abundantes de los rayos cósmicos. Extraemos varios parámetros de los perfiles longitudinales de las lluvias de partículas, caracterizando las lluvias simuladas. Algunos de los parámetros de ajuste más importantes son el m_aximo de lluvia (Xmax), el ancho de la lluvia FWHM, el parámetro de asimetría, el número máximo de partículas Nmax y el comienzo de lluvia XStart. Existen diferentes experimentos utilizando tanques Cherenkov de agua y detectores de fluorescencia que pueden medir estos parámetros de las lluvias. Hemos probado dos métodos. El primero se basa en cortes simples, mientras que el segundo se basa en un análisis multivariado utilizando el paquete TMVA, que mejora los cortes individuales. El primer método se aplicó a las energías simuladas separadas de 102, 103, 104 y 105 GeV para encontrar cortes adecuados. Encontramos que Xmax, FWHM, Xstart y Nmax dependen de la energía. Posteriormente aplicamos estos cortes dependientes de la energía y otros cortes fijos a una muestra realista, que consiste en 104 eventos de señales (fotones) y 106 eventos de fondo (protones) que cubren un rango de energía de 102 a 105 GeV con diferentes espectros. Además, se introdujo un error en la energía simulada para simular la eficiencia de reconstrucción de energía de un detector. El resultado obtenido deja 54% eventos de señal y 12% eventos de fondo. Aplicando el análisis multivariado TMVA, encontramos que el método Boosted Decision Trees (BDT) era el mejor para distinguir la señal del fondo. El resultado para una eficiencia de señal similar fue 0:7% de eventos de fondo. Por último, utilizando cortes más estrictos en la BDT para mejorar la significancia, el resultado fue 1 evento de fotón por cada 1000 eventos de protón. Dada la proporción de flujo inicial, significa una capacidad de rechazo de fondo de 103. Por lo tanto, la viabilidad de la separación gamma/hadrón requiere una mejora adicional. / In this work we search for a method to differentiate between particle showers produced by cosmic rays and by gamma rays at TeV energies, using CORSIKA simulations. This method tries to solve the dominant hadron flux background problem when looking for gamma-ray signals measured by different experiments. The results of this work can be applied to the study of Gamma-Ray Bursts (GRBs). GRBs emit very energetic photons, which after interacting in the Earth's atmosphere, produce a large detectable electromagnetic cascade of secondary particles. The procedure will be to simulate events produced by photons, the signal, and protons, the most abundant cosmic-ray background. We extract several parameters from fitting particle air-shower longitudinal profiles, characterizing the simulated showers. Some of the most important _t parameters are the shower maximum (Xmax), the width of the shower FWHM, the asymmetry parameter, the maximum number of particles Nmax and the shower start Xstart. There are different experiments using water Cherenkov tanks and fluorescence detectors which can measure these shower parameters. We tested two methods. The first relies on simple cuts, while the second is based on a multivariate analysis using the TMVA package, which improves individual cuts. The first method was applied to single simulated energies of 102, 103, 104 and 105 GeV to find adequate cuts. We found that Xmax, FWHM, Xstart and Nmax depend on the energy. Later we applied these energy-dependent cuts and other fixed cuts to a realistic sample, which consists of 104 signal events (photons) and 106 background events (protons) covering an energy range from 102 to 105 GeV with different spectra. Moreover, we introduced an energy smearing to simulate a detector energy reconstruction efficiency. The obtained result leaves 54% signal events and 12% background events. Applying the multivariate analysis TMVA, we found that the Boosted Decision Trees (BDT) method was the best for distinguishing signal from background. The result for a similar signal efficiency was 0:7% of background events. Finally using tighter cuts on the BDT to improve the significance results in 1 photon event for every 1000 protons. Given the initial ux proportion, it means a 103 background rejection capability. Thus the feasibility of gamma/hadron separation requires further improvement. / Trabajo de investigación

We present a new detector array proposal for the ALICE experiment at LHC. This new subdetector is composed of four stations of scintillator pads and its main goal is to extend our current rapidity coverage. Therefore, we would have more sensitivity to tag the rapidity gaps related to the diffractive processes. In particular, we show a study of the performance of this new subdetector and its impact in our ability to select diffractive events. Certainly, this new system will contribute to improve the ALICE capabilities in addressing several subjects on diffractive physics. / Tesis

El fenómeno de oscilaciones de neutrinos ha sido extensamente estudiado experimentalmente y teóricamente en las últimas décadas. Esto no sólo implicó su confirmación sino también la medida de casi todos los parámetros asociados a ésta. Sin embargo, aún quedan pendientes algunas incógnitas por resolver como son la jerarquía de las masas de los neutrinos, la determinación de la fase que viola la simetría carga-paridad, el problema de las degeneraciones, entre otras. Para poder ser resueltos muchos de estos problemas requieren experimentos de gran escala y con la más óptima tecnología para la detección de neutrinos. El experimento DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) tendrá estas capacidades. Este experimento tiene una distancia fuente – detector de 1300km contando con un detector cercano de alta precisión y uno lejano de 40 kton hecho de Argón Líquido. Estas características no sólo permitirán resolver los problemas mencionados sino que además permitirán estudiar, por ejemplo, neutrinos provenientes del colapso de supernovas, así como el decaimiento del protón, entre otros procesos. En esta tesis se ha realizado una revisión detallada de la física de oscilación de neutrinos tanto en vacío como en materia, incorporando a este último el decaimiento invisible de neutrinos. Este fenómeno aunque descartado hoy para la explicación del problema de los neutrinos solares y atmosféricos. Tiene Actualmente una relevancia como un efecto subdominante dentro de las oscilaciones de neutrinos. Haciendo que la probabilidad de oscilación sufra un amortiguamiento. En esta tesis estudiaremos la sensibilidad de DUNE al nuevo parámetro que corresponde al decaimiento invisible de neutrinos. Viendo como distintos valores de este parámetro modifican el espectro de energía producido por los eventos que se observarían en DUNE. Nuestras simulaciones han sido hechas utilizando el paquete GLoBES (General Long Baseline Experiment Simulator) y usando como datos de entrada inputs, distribuciones proporcionadas por el propio experimento. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo principal cuantificar las diferencias entre los diversos modelos de producción de neutrinos en NAGs, debidas a los parámetros que describen este flujo y determinar si el telescopio de neutrinos IceCube va a tener la sensibilidad necesaria para extraer información relevante sobre dichos parámetros, información que está contenida en el número total de eventos detectados inducidos por neutrinos muónicos. De esta forma se establecerán los casos (conjunto de parámetros) para los cuales estas diferencias sean estadísticamente relevantes y permitan distinguir y discriminar entre los modelos de los parámetros. / Tesis