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Previous issue date: 2014-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / 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. / 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5758 |
| Date | 30 July 2014 |
| Creators | Santos, Maíra Dutra Vasconcelos dos |
| Contributors | Pires, Carlos Antônio de Sousa |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Física, UFPB, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -8949983414395757341, 600, 600, 600, 600, -6618910597746734213, -8327146296503745929, 2075167498588264571 |
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