Seminar: “The Search for New Physics in Accelerators and the Cosmos” AUTUMN 2026

El contexto de este trabajo se basa en una variante del mecanismo seesaw, en la cual se supone que las masas de los neutrinos ligeros 𝜈_𝑖 se anulan a nivel árbol y se generan posteriormente mediante correcciones radiativas a la autoenergía. Dado que este escenario había sido estudiado únicamente en la norma de Feynman–'t Hooft surge la necesidad de verificar que las masas inducidas no dependan de la elección de norma, ya que la autoenergía no es un proceso caracterizado por un estado inicial y uno final, por lo que, en general, puede depender de la norma y por consiguiente las masas obtenidas no puedan ser consideradas como físicas. Así pues, aquí analizamos la dependencia de norma de las correcciones a un lazo para la matriz de masa de neutrinos en el contexto de la norma lineal general 𝑅_𝜉. Demostramos que las contribuciones radiativas son físicas, es decir, independientes de la norma siempre que la masa de los neutrinos ligeros a nivel de árbol sea nula. Asimismo, mediante un análisis cuantitativo, mostramos que las masas extremadamente pequeñas de los neutrinos 𝜈_𝑖 se aseguran si el espectro de masas de los neutrinos pesados 𝑁_𝑗 es cuasi-degenerado.

El modelo estándar de cosmología supone que la materia oscura es absolutamente estable, sin embargo esa estabilidad es una convención producto de simetrías puestas a mano, no un resultado medido. En esta charla se presentan cotas actualizadas sobre la vida media de la materia oscura usando datos de Planck, DESI y Pantheon+, y se finaliza con una discusión de un mecanismo de decaimiento por portal gravitacional, donde la propia gravedad rompe las simetrías que se suelen imponer para garantizar la estabilidad.

El descubrimiento del bosón de Higgs en el Large Hadron Collider (LHC) completó el contenido de partículas predicho por el Modelo Estándar (ME) y abrió una nueva etapa en el estudio de la física de partículas elementales. Actualmente, una de las principales líneas de investigación consiste en determinar con precisión las propiedades de esta partícula y verificar si sus acoplamientos y canales de decaimiento coinciden con las predicciones teóricas del ME o si presentan desviaciones que puedan interpretarse como señales de nueva física. En este contexto, los decaimientos raros e invisibles del bosón de Higgs constituyen una herramienta particularmente sensible para explorar escenarios más allá del ME. En esta tesis se estudian distintos procesos de decaimiento del bosón de Higgs inducidos por la presencia de un sector oscuro que contiene un fotón oscuro no masivo asociado a una simetría de norma adicional UD(1). Dado que un fotón oscuro sin masa no puede acoplarse directamente a las partículas del ME mediante el mecanismo habitual de mezcla cinética, la comunicación entre ambos sectores ocurre a través de partículas mediadoras pesadas que portan simultáneamente cargas bajo los grupos de norma del sector visible y del sector oscuro. La presencia de estas partículas permite generar, a nivel radiativo, nuevos canales de interacción capaces de modificar la fenomenología del bosón de Higgs. Se analizan dos realizaciones concretas de este mecanismo. En el primer escenario se introduce un portal fermiónico formado por dos fermiones vectoriales con números cuánticos adecuados para acoplarse al doblete de Higgs y al fotón oscuro. Después del rompimiento espontáneo de la simetría electrodébil se determina la estructura de masas de los nuevos estados, se obtienen los ángulos de mezcla y se derivan los acoplamientos físicos relevantes para el cálculo de amplitudes perturbativas. En el segundo escenario se estudia un portal escalar basado en un conjunto de nuevos campos escalares pesados que adquieren mezcla mediante la ruptura espontánea de una simetría adicional. De manera análoga, se determinan los estados físicos, los acoplamientos efectivos y las reglas de Feynman necesarias para describir la interacción de estos campos con el bosón de Higgs, los bosons de norma del ME y el fotón oscuro. Para ambos modelos se calculan las contribuciones de nueva física a los procesos h → AA, h → AA′, h → A′A′, h → ZA y h → ZA′, donde A representa al fotón ordinario y A′ al fotón oscuro. Los cálculos se realizan a nivel de un lazo empleando el formalismo de Passarino–Veltman y utilizando expansiones asintóticas válidas en el régimen donde las masas de las partículas mediadoras son considerablemente mayores que las masas de los bosones externos. A partir de las amplitudes obtenidas se derivan expresiones analíticas para los factores de forma y las anchuras de decaimiento correspondientes.

It is known that accelerated relativistic systems can lose their structural integrity. This can be verified for a classical two-body problem such as two oppositely charged particles in Rindler space. However, can the hydrogen atom preserve its internal structure under large accelerations? And in that case, can it function as a two-level system that detects Unruh radiation by absorption or emission of radiation? In this talk we show a computation of the corresponding transition amplitudes for such processes.

Los monitores de haz, permiten tener control del mismo al determinar trayectoria ya sea que se desvíe o no, protección de otros detectores o radiológica. Una de las características importantes es que “casi” no interacción con el haz. En esta charla se muestra una propuesta se muestra de un monitor de haz de rayos-X basado en seis hexágonos de plástico centellador BC404. El estudio se realizó en Geant4, donde los resultados obtenidos, muestran que la propuesta es óptima para que se utilice como monitor de haz.

Resistive Plate Chambers (RPCs) have long relied on gas mixtures built around C2H2F4
(TFE) and SF6, both potent, high-GWP greenhouse gases now subject to tightening regulatory and
supply constraints. As a lower-GWP alternative to TFE, CO2-diluted C3H2F4 (F-HFO) has been
proposed, while its chlorinated analogue, C3H2ClF3 (Cl-HFO), has been investigated
independently as a streamer suppressant capable of replacing SF6. Most mixtures studied to date,
however, still contain either TFE or SF6. This work aims to eliminate both simultaneously.
We report a preliminary Monte Carlo investigation, carried out with Geant4 and
Garfield++, of two CO2-based mixture families designed to be entirely free of TFE and SF6. The
first revisits the CO2/F-HFO/i-C4H10/Cl-HFO system, examining CO2:F-HFO ratios not previously
reported. The second introduces an untested quaternary composition, Ar/CO2/N2/Cl-HFO, in
which the fluorinated component is replaced by an argon-based matrix. In both mixtures, Cl-HFO
is retained at minority concentration, acting as the streamer-suppressing agent in place of SF6.
For each mixture, we compute the Townsend and attachment coefficients, gas gain, drift
velocity, efficiency, and streamer probability as functions of the applied field, benchmarking the
results against the standard TFE/SF6 mixture. The analysis addresses shifts in operating voltage,
plateau width, and whether Cl-HFO can sustain effective streamer suppression in a non-fluorinated
base gas, outlining open questions to guide future experimental validation.

Con el objetivo de analizar modelos y teorías alternativas de energía oscura, presentamos un nuevo enfoque para el análisis cosmológico basado en un algoritmo híbrido donde el modelo físico y el modelo sintético basado en redes neuronales colaboran en búsqueda del Equilibrio de Nash. A diferencia de los emuladores convencionales y de las Redes Neuronales Informadas por la Física (PINNs), establecemos una simbiosis estructural en la que ambos componentes operan en igualdad de jerarquía, permitiendo un arbitraje balanceado para estimar los parámetros cosmológicos. Como ejemplo, presentaremos los casos de ΛCDM y w0waCDM.