Modelos viáveis de matéria escura em física de partículas

• Autor(a) principal: Sauerwein, Alexandre Andreas Prieto
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/189400
• topic: Matéria escura; Equação de Boltzmann; Relatividade geral; Dark Matter; Boltzmann Equation; MSSM; WIMP

Atualmente, há uma quantidade contundente de diversas evidências experimentais de que o Universo contém muito mais matéria do que aquela que pode ser detectada via interação eletromagnética: denomina-se criativamente matéria escura essa exótica forma de matéria que não interage com luz. A identidade de matéria escura é um dos principais problemas abertos em Física e sua relevância se justifica devido a importantes implicações em diferentes ramos da Física. Por exemplo, em Cosmologia, matéria escura desempenha um papel fundamental na estrutura e evolução da formação do Universo. Do ponto de vista de Física de Partículas, a investigação de matéria escura pode fornecer evidência empírica para a descoberta de um novo tipo de partícula. É nesse espírito que este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de entender como o estudo de matéria escura relaciona diferentes áreas da Física. Em especial, buscou-se entender o que constitui um modelo viável em Física de Partículas para matéria escura e como ele se relaciona com evidências experimentais cosmológicas. Particularmente, foi estudado com mais detalhes uma das partículas candidatas favoritas a matéria escura, os WIMPs, partículas massivas com interação fraca que inicialmente se encontravam em equilíbrio térmico com o plasma primordial, mas depois passaram por um processo de freeze out. Para isso, focamos em um modelo em Física de Partículas que fornece um candidato natural a WIMP, o MSSM, uma extensão supersimétrica do Modelo Padrão. Graças à implementação do código micrOmegas, foi possível obter, numericamente, observáveis de matéria escura a partir da escolha do modelo e comparar com evidências observacionais de experimentos como o WMAP, PLANCK, entre outros.