Exploración de un modelo de materia oscura en un experimento de blanco fijo
53 páginas
- Autores:
-
Velez Giraldo, Juliana
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad EIA .
- Repositorio:
- Repositorio EIA .
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- https://repository.eia.edu.co/handle/11190/7132
- Palabra clave:
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Fotón oscuro
Experimentos de blanco fijo
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Betancur Rodríguez, Amaliavirtual::354-1Velez Giraldo, Juliana2025-07-15T14:50:23Z2025-07-15T14:50:23Z2025https://repository.eia.edu.co/handle/11190/713253 páginasRESUMEN: La existencia de la materia oscura está respaldada por una gran cantidad de evidencia. Sin embargo, el conocimiento que se tiene acerca de su origen, composición y las formas en que interactúa con la materia ordinaria es limitado, por lo que su estudio es de gran importancia. Nuevos modelos proponen extender el Modelo Estándar de partículas al introducir un sector oscuro, en el cual los componentes de la materia oscura son neutros frente a las interacciones del Modelo Estándar, pero pueden interactuar con la materia ordinaria a través de una nueva fuerza. En particular, si el mediador de esta fuerza es un bosón gauge vectorial asociado a una simetría (1), se habla de un fotón oscuro, que se acopla al Modelo Estándar mediante una mezcla cinética. En los experimentos de detección de materia oscura se buscan señales del fotón oscuro de diversas maneras. En este trabajo se investigan posibles señales del fotón oscuro en los experimentos de blanco fijo DUNE-LBNF y COHERENT mediante métodos de Monte Carlo para simular la producción de fotones oscuros. Usando Geant4 se obtiene la distribución energética de los fotones que surgen en cada experimento, sin considerar modelos de física más allá del Modelo Estándar. MadGraph y MadDump se emplean para obtener, en cada caso, la distribución energética de los fotones producidos a partir del flujo de piones neutros, considerando el modelo del fotón oscuro para diferentes valores de masa de este bosón. Con estas distribuciones se realiza un análisis estadístico que permite determinar si la señal del fotón oscuro podría distinguirse de las señales producidas por fotones del Modelo EstándarABSTRACT: The existence of dark matter is supported by a large amount of evidence. However, the current understanding of its origin, composition, and the ways it interacts with ordinary matter is limited, which makes its study particularly important. New models propose going beyond the Standard Model of particle physics by introducing a dark sector, in which the components of dark matter are neutral under Standard Model interactions but may interact with ordinary matter through a new force. In particular, if the mediator of this force is a vector gauge boson associated with a U(1)_D symmetry, it is referred to as a dark photon, which couples to the Standard Model through kinetic mixing. Dark matter detection experiments search for signals of the dark photon in many ways. This work investigates potential signals of the dark photon in the fixed-target experiments DUNE-LBNF and COHERENT using Monte Carlo simulations. With Geant4, the energy distribution of photons emerging in each experiment is obtained, without considering physics beyond the Standard Model. MadGraph and MadDump are then used to compute, for each case, the photon energy distributions arising from the neutral pion flux, taking into account the dark photon model for different values of the dark photon's mass. These distributions are then used in a statistical analysis to determine whether the dark photon signal could be distinguished from the expected background in these experiments.PregradoOtroapplication/pdfspaUniversidad EIAOtroEscuela de Ingeniería y Ciencias BásicasEnvigado (Antioquia, Colombia)Derechos Reservados - Universidad EIA, 2025Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Exploración de un modelo de materia oscura en un experimento de blanco fijoTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Materia oscuraFotón oscuroExperimentos de blanco fijoGeant4MadGraphDark matterDark photonFixed-target experimentsPublicationhttps://scholar.google.com.co/citations?user=QvL8T4IAAAAJ&hl=envirtual::354-10000-0002-3196-1774virtual::354-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001536747virtual::354-13fee3acd-beeb-4155-b740-fb8a000dd0cbvirtual::354-13fee3acd-beeb-4155-b740-fb8a000dd0cbvirtual::354-1ORIGINALVelezJuliana_2025_ExploracionModeloMateriaVelezJuliana_2025_ExploracionModeloMateriaTrabajo de gradoapplication/pdf1010079https://repository.eia.edu.co/bitstreams/087d37c9-3f5b-4534-833b-ca2ed5a4ae30/downloadf69388eec97d9d48e907ed8c936bdea0MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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