TESIS INSTITUTO SABATO
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Examinando TESIS INSTITUTO SABATO por Autor "Álvarez, Ezequiel"
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Ítem Acceso Abierto Búsqueda de nueva física en quarks pesados en el LHC Run II(2020) Estevez, Mariel; Álvarez, Ezequiel; Da Rold, LeandroLas últimas décadas trajeron innumerables avances en el ámbito de la física de partículas, tanto en el campo experimental como en el teórico. El modelo estándar se erigió como una teoría casi cerrada, casi perfecta donde engranaje por engranaje todo parece funcionar. Los aceleradores permitieron testear con gran precisión los límites del modelo y traer a la luz hallazgos largamente esperados como el descubrimiento del bosón de Higgs. Sin embargo, muchas piezas aún no encajan. Elementos como la materia oscura, la energía oscura y los axiones nunca fueron detectados, entre otros, aunque son imprescindibles para explicar muchos fenómenos, y sin embargo cada día los experimentos siguen agregándole orden de precisión a los parámetros ya predichos por el modelo. La búsqueda de nuevas partículas deja de centrarse únicamente en la detección directa de producción de las mismas para buscar más minuciosamente la forma indirecta de medirlas. Esta tesis se propone estudiar algunas posibles formas de encarar la tarea desde un punto de vista más fenomenológico y plantea algunas mediciones indirectas para el LHC. En particular, la tercera generación de quarks, la más pesada, presenta un gran atractivo a la hora de buscar nuevas partículas. Esto se debe a sus particulares características, pero especialmente a la gran masa del quark top. Muchas teorías predicen que esta partícula podría estar acoplada de forma significativa a un sector con nuevas partículas aún desconocidas. Además, este quark es hoy en día una de las partículas menos estudiadas y que sin embargo tiene la posibilidad de ser producida en cantidad en el LHC. Esta tesis es el compendio de varios trabajos diferentes que intentan encontrar fenomenológicamente el espacio de parámetros donde la búsqueda de nuevas partículas podría ser más sensible y también proponen observables y mediciones que podrían realizarse en el LHC con el fin de detectarlas de forma indirecta. Como primer trabajo, utilizamos un modelo con acoples genéricos a distintos tipos de partículas que interactúan con los quarks pesados, simulamos su producción en el LHC a través del uso del algoritmo de Monte Carlo y, haciendo uso de los límites experimentales actuales para la detección de nuevas partículas, mostramos el espacio de parámetros donde podría no haber sido descartada una partícula dentro de nuestras hipótesis. Como segundo trabajo, nos abocamos a la medición directa del elemento de mezcla Vtd, el cual aún no ha sido medido con precisión y que, de existir una nueva física desconocida, podría acarrear variaciones inesperadas. Proponemos diversas búsquedas para el LHC y el (HL)LHC que podrían tener una significancia de más de dos sigmas. Por último, presentamos un software sencillo que, mediante la introducción numérica de acoples y anchos de decaimiento por parte del usuario, permite estimar la sensibilidad que tendrán los canales de decaimiento de una nueva partícula de cualquier modelo cuyos parámetros se utilicen. Como corolario, estudiamos la fenomenología de un modelo simplificado de la teoría de Randall Sundrum a energías del orden del TeV y estimamos, mediante el uso de nuestro software, en qué espacio de parámetros un nuevo bosón podría no estar descartado aún.Ítem Acceso Abierto Búsquedas fenomenológicas de nueva física en los sectores del quark top y un bosón Z en el LHC(Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Área Académica. Gerencia Instituto Sabato) Sandá Seoane, Rosa María; Álvarez, Ezequiel; Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Área Académica. Gerencia Instituto SabatoA través de los últimos años, los avances logrados en el campo experimental de la Física de partículas, asociados a los logros en el Gran Colisionador de Hadrones (o LHC, su sigla en inglés por Large Hadron Collider), han permitido testear como nunca antes al Modelo Estándar (ME). Las predicciones de este modelo se han medido y validado con una precisión sin precedentes, y, sin embargo, la cantidad de fenómenos no explicados y los interrogantes acerca de su estructura no dejan de exhibirla como una teoría efectiva hasta las energías exploradas. La búsqueda de Nueva Física (NF) es uno de los programas claves en el LHC, pero ante resultados que no dan pistas sobre el camino a seguir, las propuestas fenomenológicas cobran mayor relevancia. Estas propuestas pueden resultar fundamentales en los años venideros, no solo para trazar nuevos caminos de búsqueda y para poner límites a teorías más allá del ME, a través de experimentos de detección directa de partículas hipotéticas, sino también para proponer nuevos observables para la detección indirecta de NF que pueda llegar a haber pasado inadvertida hasta la fecha. Esta tesis presenta una serie de estudios fenomológicos que cubren separadamente las dos líneas de detección de NF anteriormente mencionadas. En el marco de la detección indirecta, presentamos un estudio de la producción de cuatro tops en el LHC como posible prueba de NF liviana y top-fílica. Aprovechando la oportunidad dada al quark top en numeras extensiones del ME como posible mediador a sectores desconocidos de partículas, por ser la partícula más pesada hasta ahora encontrada, estudiamos el impacto en la producción de cuatro tops de la presencia de posibles nuevas partículas de espín 0, 1 o 2, cuyas masas están por debajo de la producción de pares de tops. Proponemos una serie de nuevos observables que identifican y distinguen entre dichas señales, que deben ser tenidos en cuenta en las estrategias venideras para la medición de cuatro tops en el LHC. Por otro lado, en el marco de los experimentos de detección directa, nos centramos en el bosón Z, un mediador hipotético que aparece en una gran variedad de modelos de NF y teniendo en cuenta el número de búsquedas de Z que se han llevado a cabo en el LHC, presentamos un software, Z–explorer para probar fácilmente modelos de Z contra todos estos resultados para canales visibles. Simplemente proporcionando acoplamientos y anchos de decaimiento (o alternativamente, la sección eficaz de producción y la tasa de decaimiento para cada canal visible), Z explorer permite probar un modelo dado, determinando el canal más sensible para la exclusión/detección de un Z dado dentro el espacio de parámetros de NF, erigiéndose como una herramienta fenomológica de enlace entre teoría y experimentos. Finalmente, y para incluir la fenomenología que proporciona la interacción con otros sectores escondidos, presentamos además una actualización del software, Z-explorer 2.0, que incluye las búsquedas en el LHC de bosones Z acoplando a materia oscura fermiónica. A través de esta propuesta, también exponemos los principales aspectos de la fenomenología de nuevas partículas decayendo en especies invisibles.