Seminario "BUSQUEDA DE NUEVA FÍSICA EN ACELERADORES Y EL COSMOS" PRIMAVERA 2024

En el presente trabajo se estudian parámetros asociados a procesos de dispersión ep muy inelástica para eventos de muy alta energía y valores pequeños del parámetro x. El efecto de la luminosidad integrada en los experimentos actuales y futuros generará mayor precisión en la evaluación experimental de los parámetros cinemáticos asociados. Concretamente, discutimos la producción del bosón Z a través de la reacción e + p → e + Z + X en el canal−t, calculando la sección eficaz de este proceso a primer orden y usando el Modelo de Partones en el contexto del Modelo Estándar. En este trabajo mostramos que el proceso de dispersión muy inelástico e + p → e + X, es decir, donde solo se produce un jet hadrónico asociado con X, la elección del momento transferido 𝑸 ̃^𝟐, es indistinta si se toma desde la línea leptónica o desde la línea de quarks. Sin embargo, en el caso para el cual se establece la producción del bosón vectorial Z, sí existe una diferencia relevante, ya que ahora el momento transferido depende del diagrama de Feynamn asociado a la producción y en consecuencia, se genera una ambiguedad al identificar a 𝑸 ̃^𝟐. Con el objetivo de resolver esta incertidumbre, proponemos diferentes prescripciones basadas en fundamentos cinemáticos para la elección de 𝑸 ̃^𝟐, mostrando la dependencia sobre las energías del centro de masa del proceso. Eso nos permitirá contrastar con el experimento y entonces establecer la prescripción adecuada al calcular la sección eficaz del proceso de producción del Z a través de dicha dispersión.

Se presenta un camino, y las posibles desviaciones a tomar, en un proceso de simulación. Se presenta el decaimiento 𝒉→𝒄𝒄 en el contexto del 2HDM con una textura de cuatro ceros, desde la implementación del modelo hasta la posible observación de la señal contra el ruido de fondo a nivel de detector.

En este trabajo se estudia una extensión del modelo de gran unificación SU(5) en el caso supersimétrico, la cual consiste en añadir una simetría S3-modular. Esta simetría adopta el papel de una simetría de sabor entre quarks. En ese mismo sentido, el sector escalar de Higgs es extendido para incluir seis dobletes en contraste con el sector de Higgs mínimo del Modelo Estándar de Partículas Elementa-les. Posteriormente se procede a agrupar los campos de partículas en las diferentes representaciones irreducibles de SU(5) y dentro de las representaciones irreducibles de S3. Una vez establecido el contenido de materia del modelo, se procede a construir el potencial de Yukawa en donde se hace uso de formas modulares y se asignan pesos modulares específicos a los campos de partículas con el fin de hacer que el potencial sea invariante ante la simetría de sabor. A partir de las matrices de masa asociadas al potencial, las cuales exhiben ceros de textura de tipo NNI, se construye la matriz de mezclas CKM. En vista de estos resultados y mediante un ajuste de 𝜒^2, se busca conseguir reproducir la jerarquía de masas y los ángulos de mezcla entre los distintos sabores de quarks que se conocen de manera experimental en la escala 𝑀_𝑍.

En esta platica presentamos el formalismo de los espinores de helicidad o método de amplitudes, el cual es un método moderno de teoría cuántica de campos para calcular procesos de dispersión. Veremos algunos ejemplos desarrollados de teorías como QED, QCD y SUGRA, así como áreas de la física activas utilizando este formalismo.

Within the framework of recovering general relativity from the classical limit of scattering amplitudes, it is possible to compute the metric induced by the most generic rotating spherically-symmetric matter configuration at quadrupole order by considering stationary massive spin-1 particles emitting gravitons. Such metric depends on several free numerical parameters, and it is possible to show that while some of them are just a gauge artifact, some others are physical. As expected, in four dimensions the physical parameter is just one, namely the mass quadrupole, while in higher dimensions we find a new quadrupole term that characterizes the source. Moreover, due to the underlying QFT that describes the source particle, we are able to determine which space-time geometry corresponds to the minimally-coupled theory. In this direction, we prove that while in four dimensions the “simplest QFT” is actually a Kerr black hole, in higher dimensions there is no known solution that resembles our metric.

Uno de los grandes desafíos de la física de partículas, astrofísica y cosmología es la naturaleza de la materia oscura, que constituye el 26% de la energía del universo. Existen diversas evidencias que indican su existencia, como lo son las curvas de rotación de galaxias, densidad reliquia y la observación del fondo cósmico de microondas. Se han hecho importantes esfuerzos para medir observables que puedan poner límites a sus propiedades, entre las cuales se encuentran interacciones entre materia oscura y el modelo estándar en búsquedas de detección directa, indirecta y en colisionadores. En este seminario, introduciré la Materia Oscura Tensorial (TDM) como posible descripción de este fenómeno, con campos que se transforman en la representación (1,0)+(0,1) del Grupo Homogéneo de Lorentz. Demostraré que, cuando la masa de la partícula de materia oscura es aproximadamente la mitad de la masa del bosón de Higgs, esta estructura es consistente con los datos experimentales incluyendo el Exceso de Rayos Gamma en el centro Galáctico. Adicionalmente, propondré una posible contribución a rayos cósmicos proveniente de la aniquilación de materia oscura.
Reseña de CV: La Dra. Haydee Hernández realizó sus estudios de maestría y doctorado en la Universidad de Guanajuato, desarrollando su investigación en fenomenología de partículas con un enfoque hacia la posible descripción de materia oscura, cuyo producto fueron tres artículos publicados en esta línea. Actualmente ella es miembro del Sistema Nacional de Investigadores en la categoría de Candidata y se encuentra realizando su estancia posdoctoral en la BUAP.

En algunos trabajos de tesis recientes se han invocado, inadvertidamente, algunas fórmulas de amplitud de dispersión que corresponden a la iconal. Voy a repasar este concepto para beneficio de los estudiantes.

En esta presentación, se examinarán los efectos de las fluctuaciones térmicas y magnéticas en medios descritos por la cromodinámica cuántica (QED). Se parte del supuesto de que las situaciones fuera del equilibrio termodinámico pueden ser abordadas mediante el "método de réplicas", desarrollado por Parisi. Este enfoque se fundamenta en la promediación de la función generatriz según una función de peso para las fluctuaciones, lo que implica la introducción de un Lagrangiano efectivo "replicado". Tanto desde el análisis perturbativo como desde el de la acción efectiva, se evidenciará que la presencia de fluctuaciones magnéticas induce a la violación de la simetría U(1), generando masa para los campos de norma asociados. Asimismo, se identificarán correcciones a la ecuación de estado y se evaluará su impacto en la temperatura de transición del desconfinamiento.

El método supersimetría dividida o split-susy, fue propuesto para tratar el problema de naturalidad (o de la jerarquía) en la física más allá del modelo estándar sin la necesidad de un espectro supersimétrico ligero.
En esta charla se abordará este mecanismo para el rompimiento de supersimetría dentro de un modelo finito de gran unificación, en particular en el modelo SU(3)^3, motivado por un escenario de rompimiento por efectos
de la anomalía conforme. Y analizando a su vez el efecto conjunto de implementar este mecanismo para el rompimiento de supersimetría y de la existencia de una escala intermedia en el rompimiento del grupo de triunificación,
sobre los valores de las masas de los quarks de la tercera familia.

La cosmología es la rama de la astronomía que estudia la estructura y evolución del Universo. Se centra en comprender la naturaleza del espacio-tiempo, la materia y las fuerzas fundamentales que gobiernan el Universo. En esta charla se abordarán aspectos históricos sobre el desarrollo de la cosmología y se mostrará un panorama de estudio sobre la dinámica del Universo, enfocada en la expansión del mismo.

In this seminar I am giving an overview of the open questions and objectives that Gravitational wave physics is aiming to address.The current experimental status is reviewed and particular attention is drawn on the necessary theoretical predictions for future gravitational wave observations. In the second part of the presentation, I will go into more detail about a new theoretical approach to compute theoretical predictions
for classical gravitational observables based on scattering amplitudes in quantum field theory.

A pesar de que el modelo de concordancia ΛCDM logra describir un gran número de observaciones cosmológicas, ha mostrado ciertas inconsistencias, por ejemplo, la tensión en la constante de Hubble 𝐻_0, y otras a escalas menores a 1 Mpc, motivando a los cosmólogos a explorar modelos alternativos. En esta charla se hablará de un modelo en donde a la materia oscura fría se le permite decaer a partículas relativistas. Se mostrarán las expresiones analíticas a las densidades de energía de ambas especies en el límite en que el tiempo de vida es del mismo orden, o superior, a la edad del Universo. También se calculará la temperatura de ambas especies así como su evolución a lo largo de la historia cósmica, comprobando su consistencia con la segunda ley de la termodinámica.

En vista de la Fase II de actualización del programa HL-LHC, se instalarán 72 cámaras de placas resistivas mejoradas (iRPC) en el tercer y cuarto disco del endcap del Solenoide de Muones Compacto (CMS), durante la próxima parada técnica de fin de año. Esta nueva generación de RPC operará en una región de ángulo bajo (ampliando la cobertura de RPC de |η| = 1.9 a 2.4), en un entorno de alta radiación y brindará una mejor resolución espacial y temporal para esta región desafiante. Para garantizar el rendimiento adecuado, los iRPC se someten a una serie de pruebas de control de calidad (QC) durante cada etapa de la cadena de ensamblaje. Estos incluyen QC1 para los componentes básicos; QC2 para elementos de la cámara, QC3 para el desempeño de la cámara completa después de la producción, que incluye ruido, eficiencia y corriente; y por último, QC4 realiza la prueba de validación final. Se presenta una breve introducción al detector CMS, y los últimos resultados del control de calidad de las nuevas cámaras iRPC para CMS Muon System.

La teoría cuántica de campos es fundamental en el estudio de las partículas y sus interacciones. En este marco teórico nos encontramos con conceptos importante como las integrales de Feynman para probabilidades de transición y la técnica de renormalización para tratar las divergencias matemáticas que aparecen. En este trabajo buscamos un camino alterno a la resolución de problemas en QFT. El objetivo es plantear problemas simplificados de QFT en espacio discreto, se plantean sistemas con un número de grados de libertad reducidos, pero manteniendo las características esenciales de los fenómenos físicos. De esta forma se pretende llegar a modelos exactamente solubles sin recurrir a series de potencias en las constantes de acoplamiento e integrales de camino divergentes. Comenzamos nuestro estudio con sistemas en un espacio-tiempo reducido que consiste en un solo punto espacial y una coordenada temporal continua. La idea es estudiar modelos cada vez más complejos de campos sobre redes.

El modelo cosmológico de concordancia ΛCDM ha logrado explicar satisfactoriamente una gran cantidad de datos astronómicos, este tiene sus limitaciones, algunos ejemplos: el problema de la constante cosmológica, el problema de la coincidencia y la tensión de Hubble. Estas limitaciones han motivado el estudio de modelos más allá de ΛCDM, en particular modelos de gravedad modificada, donde se extiende la teoría Einsteniana de la gravedad para estudiar las tensiones que presenta ΛCDM y ver si estas se resuelven o se alivianan en cierta medida. En esta charla presentaré el modelo de gravedad modificada del Galileón Cúbico que es parte de un grupo de teorías llamadas escalares-tensoriales, donde se introduce un campo escalar adicional al tensor métrico que juntos gobiernan la interacción gravitacional. Se deducirán las ecuaciones de campo, así como la relación entre la distancia luminosa de objetos lejanos con las funciones libres de la teoría, con el fin de reconstruir las funciones libres a partir de datos observacionales, usando el método de Procesos Gaussianos, una técnica de machine learning con la que es posible hacer regresiones sin usar modelos paramétricos.

The CMS and TOTEM collaborations study the potential of central exclusive production of a neutral boson and an additional massive particle, where the two colliding protons survive after exchanging two photons. The surviving protons are then detected using the CMS-TOTEM precision proton spectrometer (CT-PPS). A key challenge is the possibility of background events mimicking the signal. The primary expected backgrounds are identified as originating from top quark pairs (tt), diboson (WW, ZZ), and Quantum Chromodynamics (QCD) processes, all of which might be associated with protons that could contaminate our signal-like selections. We incorporate Monte Carlo (MC) simulations to validate our methods. In particular, WW and QCD studies utilize an official MC production generated by PYTHIA 8 and are presented in this talk.

Analysis of e+e- ->bar{v}_e v_e H, H -> bar{b}b process at future circular collider (FCC−ee) at s^{1/2}=𝟑𝟔𝟓 𝐆𝐞𝐕 with a luminosity of 2.4 𝒂𝒃^(−𝟏)

This study presents the use of the FCCAnalyses package to examine the characteristics of the e+e- ->bar{v}_e v_e H, H -> bar{b}bprocess and its associated background phenomena at a center-of-mass energy s^{1/2}=365 GeV , with an integrated luminosity of 2.4 ab^(−1) . The software suites Whizard, Pythia, and Delphes are used to generate and simulate the processes. We compare the kinematic properties of jets and missing transverse energy (MET) between signal and background events. The preliminary results show a successful distinction between the signal and the background noise in this final state.

Estudio de las propiedades de la sección eficaz diferencial elástica de las colisiones protón-protón y protón-antiprotón a altas energías

Se estudian posibles funciones de escala que se mantienen para datos que van desde energías de s^{1/2=23.5 GeV-62.5 GeV hasta el límite de escala de saturación, finalmente se espera ver la consecuencia de su interpretación en los resultados recientes publicados por LHC.