Supersymmetric models Phenomenological and Dark Matter Analyses

Abstract

La teoría supersimétrica fue propuesta en los años 70 como una nueva simetría de la naturaleza entre bosones y fermiones. Una consecuencia directa de la misma sería la existencia a bajas energías de nuevas partículas, compañeras supersimétricas de las ya conocidas. La supersimetría también permite resolver ciertos problemas teóricos del modelo estándar de las interacciones fuertes y electrodébiles. Éste es el caso del problema de las jerarquías gauge y de la generación de un potencial de Higgs para producir la ruptura de la simetría electrodébil. Por todo ello, la supersimetría ha sido durante estos años la teoría más aceptada internacionalmente como posible candidata a extender el modelo estándar. Además, uno de los grandes enigmas científicos de los últimos 70 años, ¿de que está hecha la materia oscura que compone más del 90 % de la materia del Universo?; podría ser también resuelto por esta teoría. La supersimetría posee un candidato natural a materia oscura, la partícula supersimétrica más ligera que por lo general es el neutralino. Por otro lado, el acelerador LHC del CERN, después de varios años de construcción, comenzará a funcionar a finales de este año. Uno de los objetivos de esta máquina es precisamente comprobar si la teoría supersimétrica es correcta y las partículas compañeras supersimétricas de las ya conocidas existen en la naturaleza. Nos encontramos por tanto en un momento crucial para la física de partículas. Este trabajo de tesis esta dividido en dos partes. Primero se enfocó el trabajo en el análisis fenomenológico detallado de uno de los medelos mas conocidos de la literatura llamado NMSSM. Para ello se impuso sobre su espacio de parámetros todas las cotas experimentales existentes. En primer lugar, las cotas sobre las masas de las partículas supersimétricas, las restricciones debidas al momento magnético anómalo del muón, al proceso $b \to s \gamma$, etc. Después se impuso