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MODELO INERTE DE DOS DOBLETES DE HIGGS COMO CANDIDATO DE MATERIA OSCURA

MODELO INERTE DE DOS DOBLETES DE HIGGS COMO CANDIDATO DE MATERIA OSCURA. Lilian Prado González Asesor: Dr. J. Lorenzo Díaz Cruz Co- Asesor: Dr. José A. R. Cembranos Diciembre 15, 2010. Contenido. Métrica FLRW. Reliquias Térmicas del Big-Bang. Razón de expansión cósmica H(a, t, T).

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MODELO INERTE DE DOS DOBLETES DE HIGGS COMO CANDIDATO DE MATERIA OSCURA

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  1. MODELO INERTE DE DOS DOBLETES DE HIGGS COMO CANDIDATO DE MATERIA OSCURA Lilian Prado González Asesor: Dr. J. Lorenzo Díaz Cruz Co- Asesor: Dr. José A. R. Cembranos Diciembre 15, 2010

  2. Contenido IHDM como candidato de DM

  3. IHDM como candidato de DM

  4. IHDM como candidato de DM

  5. Métrica FLRW IHDM como candidato de DM

  6. Reliquias Térmicas del Big-Bang • Razón de expansión cósmica H(a, t, T). • Universo temprano: partículas relativistas • La Entropía total en una región del universo se conservó por periodos: Equilibrio térmico • Desacople de g`s: CMBR (e+e-  gg) • Las partículas que interactúan débilmente se desacoplaron cuando: Interacción entre partículas < expansión : CMBR IHDM como candidato de DM

  7. Cualquier partícula neutra con interacción débil debió ser producida en el universo temprano no hace una contribución importante a la densidad de materia del universo actual: DM IHDM como candidato de DM

  8. Ecuación de BoltzmannGondolo & Gelmini Describe la evolución de la densidad del espacio fase f(p,x,t) de una especie de partícula. IHDM como candidato de DM

  9. Ecuación de Boltzmann • Usando métrica RW: H = Parámetro de Hubble ( ) R = Factor de escala del Universo IHDM como candidato de DM

  10. Para RW estándar • Parámetro de Hubble • Densidad de Energía Total del Universo • Densidad de Entropía heff= Grados de libertad efectivos para la densidad de s geff = Grados de libertad efectivos para la densidad de E IHDM como candidato de DM

  11. Consideraciones IHDM como candidato de DM

  12. Densidad Y(x) x = m/T • T= Temperatura de fotones (Baño Térmico) El contenido del Universo se introduce como: s (en Y(s)) IHDM como candidato de DM

  13. Ecuación de Boltzmann Donde: • = Sección transversal total de aniquilación v = velocidad invariante bajo transformaciones de Lorentz g*1/2 = parámetro de grados de libertad (espines) IHDM como candidato de DM

  14. Ecuación de Boltzmann Válida si: • Distribución de Maxwell-Boltzmann T  3m • Los productos de la aniquilación se encuentran en Equilibrio Térmico • La especie en consideración permanece en equilibrio cinético también después del desacople • Potencial químico inicial (m) de la especie es despreciable IHDM como candidato de DM

  15. Ecuación de Boltzmann En términos de Entropía S: IHDM como candidato de DM

  16. Modelo de Dos Dobletes de Higgs (THDM) • Una de las extensiones más simples del mecanismo de Higgs de rompimiento de simetría electrodébil, más allá del SM • Se introducen dos dobletes de campos de Higgs para a = 1, 2 Que interaccionen con los campos de materia y entre sí, a través de un potencial adecuado • Presenta nueva Física: • Corrientes Neutras que cambian Sabor (FlavorChanging Neutral Currents, FCNC) • Nuevos tipos de violación de CP IHDM como candidato de DM

  17. IHDM (Tipo I) • Sólo un doblete interacciona con los campos de materia. • Acoplamientos de Yukawa: • Potencial: • Se introduce la simetría adicional Z2 para evitar el términos de mezcla . • tiene un valor esperado en el vacío (VEV) v/2 = 174 GeV como en el SM • no tiene VEV. IHDM como candidato de DM

  18. IHDM como candidato de DM IHDM como candidato de DM

  19. H0H0 Z Z IHDM como candidato de DM

  20. H0H0 Z Z Retomando Ecuación de Boltzman se aproxima por una expansión no-relativista obtenida por IHDM como candidato de DM

  21. H0H0 Z Z Que se introducirá en la contribución de una especie de partículas c a la densidad de Energía del Universo W : IHDM como candidato de DM

  22. “…estamos en medio de los infinitos y los indivisibles, aquéllos incomprensibles para nuestro finito entendimiento debido a su grandeza, y éstos, a causa de su pequeñez…” Galileo Galilei “Consideraciones y Demostraciones Matemáticas Sobre Dos Nuevas Ciencias” IHDM como candidato de DM

  23. H0H0 Z Z IHDM como candidato de DM

  24. H0H0 Z Z IHDM como candidato de DM

  25. Referencias • [1] E.W. Kolb and M.S. Turner, The Early Universe (Addison-Wesley, 1990) • [2] L. Bergström and A.Goobar, Cosmology and Particle Astrophysics (Springer, 2006) • [3] W.N. Cottingham and D.A. Greenwood, An Introduction to the Standard Model of Particle Physics (Cambridge University Press, 1988) • [4] A. Degée and I.P. Ivanov, Phys. Rev. D. 81, 015012 (2010) • [5] D. Kominis and R. Sekhar Chivukula, hep-ph/9301222 • [6] E.M. Dolle and S. Su, Phys. Rev. D 80, 055012 (2009) • [7] M. Srednicki, R. Watkins and K.A. Olive, Nucl. Phys. B310, 693 (1988) • [8] P. Gondolo and G. Gelmini, Nucl. Phys. B360, 145 (1991) IHDM como candidato de DM

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