Search for dark sectors: beyond the standard model of particle physics

dc.contributor.advisorQueiroz, Farinaldo da Silva
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-7141-5532pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9966377792236208pt_BR
dc.contributor.authorJesus, Álvaro Santos de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-4749-9107pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6174949745385699pt_BR
dc.contributor.referees1Vasconcelos, Manoel Silva de
dc.contributor.referees2Silva Júnior, Raimundo
dc.contributor.referees3Mendes, Tereza Cristina da Rocha
dc.contributor.referees4Melo, Téssio Rogério Nobrega Borja de
dc.contributor.referees5Gonçalves, Victor Paulo Barros
dc.date.accessioned2024-08-26T20:09:43Z
dc.date.available2024-08-26T20:09:43Z
dc.date.issued2024-04-05
dc.description.abstractThe Standard Model of Particle Physics is one of the best theoretical models in the history of physics. However, there is a growing number of pieces of evidence pointing to the fact that the model is, in fact, incomplete. In this work, we discuss the existence and properties of extensions to the Standard Model called Dark Sectors, presenting methods of detection for these new particles and possible candidates, such as WIMP dark matter, Axion-Like Particles, and the Dark Photon. Firstly, we use a famous extension to the Standard Model known as the Two Higgs Doublet Model augmented by a new U(1)Lµ−Lτ gauge symmetry to propose a solution to the muon anomalous magnetic moment tension while presenting a viable dark matter candidate simultaneously. Then, we propose an experiment for searching dark sector particles in Brazil by repurposing some subsystems of the currently inactive UVX synchrotron light generator, named “Search for Dark Sectors” (SeDS). Within the framework of SeDS, we find that, if constructed, this experiment has the potential to produce appealing results in the search for dark photons and Axion-Like Particles, being able to search for regions on the parameter space {mA′, ϵ2} for dark photons and {gaee, ma} for the Axion-Like particles that are currently unexplored by other experiments in the literature, thus being a promising experiment in the search for dark sectors.pt_BR
dc.description.resumoO Modelo Padrão de Física de Partículas é um dos melhores modelos teóricos na história da física. Entretanto, existe um número crescente de evidências que indicam que o modelo padrão está incompleto. Neste trabalho, discutimos a existência e as propriedades de extensões ao Modelo Padrão chamadas de Setores Escuros, apresentando métodos de detecção dessas novas partículas assim como possíveis candidatos, como a matéria escura WIMP, partículas Axion-Like e o fóton escuro. Inicialmente, utilizamos uma extensão famosa do Modelo Padrão conhecida como Modelo de Dois Dubletos de Higgs com a adição de uma nova simetria de gauge U(1)Lµ−Lτ para propor uma possível solução para a tensão no momento magnético anômalo do múon ao mesmo tempo que apresentamos um candidato viável à matéria escura. Baseando-se nisso, propomos um experimento para a busca de partículas de setores escuros no Brasil através da reutilização do atualmente inativo gerador de luz síncrotron UVX, chamado de “Search for Dark Sectors” (SeDS). Na análise da proposta do SeDS encontramos que, caso construído, esse experimento tem o potencial de gerar resultados importantes na busca de fótons escuros e partículas do tipo Áxion-Like, sendo capaz de buscar por uma regiões do espaço de parâmetros {mA′, ϵ2} para os fótons escuros e {gaee, ma} para as partículas Áxion-Like que ainda não foram exploradas por outros experimentos na literatura, representando um experimento promissor na busca por setores escuros.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationJESUS, Álvaro Santos de. Search for dark sectors: beyond the standard model of particle physics. Orientador: Dr. Farinaldo da Silva Queiroz. 2024. 145f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/59881
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectFísicapt_BR
dc.subjectSetores escurospt_BR
dc.subjectMatéria escurapt_BR
dc.subjectFótons escurospt_BR
dc.subjectPartículas Áxion-Likept_BR
dc.subjectSeDSpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICApt_BR
dc.titleSearch for dark sectors: beyond the standard model of particle physicspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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