Constraints from Cosmic Rays to Tensor Dark Matter

Dark matter, which constitutes 26% of the energy in the Universe, is one of the biggest challenges for particle physics, astrophysics and cosmology today. Numerous cosmological evidences point to the existence of this phenomenon, such as galaxy rotation curves and the cosmic microwave background observation. Important efforts have been done to measure observables that could constraint its properties, including searches of interactions between dark matter and standard model particles in direct detection, indirect detection and collider experiments. In this work, we introduce Tensor Dark Matter (TDM) as a possible description for this phenomenon, with fields transforming in the $(1,0)\oplus(0,1)$ representation of the Homogeneous Lorentz Group. We show results that indicate that, when the dark matter particle mass is approximately half of the Higgs boson mass, this structure is consistent with different limits from experimental data, including relic density, direct and indirect detection limits and the Gamma-Ray Excess in the Galactic Center. Finally, a proposal for a possible contribution from dark matter annihilation to cosmic ray fluxes and its consistency with the AMS-02 data.

Prospectos para la detección de neutrinos de reactores con Skipper-CCD en México

Se presenta el cálculo de número eventos esperados en un detector basado en CCD de nueva generación (Skipper-CCD) en la cercanía de los reactores nucleares de Laguna Verde y del ININ, debidos a la dispersión elástica coherente de neutrinos con núcleos (CE$\nu$NS). Una detección con un nivel de significancia de 5 desviaciones estándar, podría alcanzarse con un detector a 15 metros del reactor de Laguna Verde con una exposición de 85 [kg $\cdot$ día] suponiendo una incertidumbre sistematica del 5% en el flujo de antineutrinos y del 0.2% en el ruido de fondo en el ambiente cercano reactor. Agradecemos el apoyo de DGAPA-UNAM proyecto PAPIIT-IN104723 y CONAHCYT proyecto CF-2023-1-1169.

Cálculo del momento dipolar débil de un neutrino

El estudio de los momentos dipolares electromagnéticos y débiles de las partículas fundamentales es y ha sido de interés desde que se publicó el trabajo de Schwinger en 1948 sobre del cálculo del momento dipolar anómalo del electrón [1]. Más recientemente se llevaron a cabo estudio de momentos dipolares débiles de quarks y leptones cargados a nivel de un lazo [2]. De particular interés son los momentos dipolares y eléctricos de los neutrinos. Los cuales han sido presentados y discutidos ampliamente en la literatura en diferentes contextos que van más allá del modelo estándar (ME). Sin embargo, el análisis de los momentos dipolares débiles, no ha sido presentado en la literatura. En este trabajo se presenta el cálculo del momento dipolar de un neutrino de Dirac a nivel de un lazo. Para ello se recurre al modelo estándar mínimamente extendido, el cual incorpora neutrinos derechos al modelo estándar. Encontramos que los valores de los momentos dipolares débiles de los neutrinos son comparables con los correspondientes valores de los momentos dipolares electromagnéticos. [1] Schwinger, J.S. “On Quantum electrodynamics and the magnetic moment of the electron”, Phys. Rev. 1948, 73, 416–417. [2] Ver, por ejemplo, J. Montaño-Domínguez, B. Quezadas-Vivian, F. Ramírez-Zavaleta, and E. S. Tututi, “Weak dipole moments of heavy fermions with flavor violation induced by Z’ Gauge bosons”, J. Phys. G 49, 075004 (2022) y referencias contenidas.

Closing the dark photon window to thermal dark matter

The nature of dark matter remains a mystery. The prevailing hypothesis postulates very weak non-gravitational interactions between dark matter and Standard Model particles. The dark photon is one of the hypothetical particles most commonly proposed to mediate interactions between the dark matter and the Standard Model, akin to the photon's role in electromagnetism. This study shows that recent cosmological and experimental evidence, primarily the latest results from direct detection experiments PICO-60, XENON-1T, and PANDAX-4T impose severe constraints on dark photon-mediated dark matter. These constraints are stronger than current and future direct dark photon searches and effectively close the window for the dark photon as a portal to thermal dark matter. These restrictions are nearly independent of the fraction of dark matter that is mediated by the dark photon, reinforcing the need to explore new possibilities to describe its nature.

Acotando el espacio de parámetros del Modelo Sigma Lineal usando la velocidad del sonido

Estudiamos la transición de fase quiral dentro del Modelo Sigma Lineal con quarks desde su potencial termodinámico considerando correcciones cuánticas hasta los diagramas de anillo en el régimen de alta temperatura. Al exigir una transición de fase de segundo orden, como se espera en el límite quiral a bajo potenciales químico bariónico, que la curvatura de la línea crítica coincida con la obtenida en simulaciones de lattice y que el valor de la velocidad del sonido a alta temperatura y densidad cero tenga su valor medido, restringimos los acoplamientos y otros parámetros libres del modelo. Establecemos restricciones para localizar la posición del CEP. Nuestros resultados imponen restricciones estrictas en el espacio de parámetros para que el modelo exhiba características realistas.

Nuevos resultados sobre partículas evanescentes

Los modos evanescentes de un campo son soluciones de las ecuaciones del movimiento caracterizadas por un valor de la energía inferior a la masas. La cuantización de estos modos ha permanecido un problema abierto. Recientemente los autores propusieron un nuevo esquema de cuantización aplicable a estos y esto permitió empezar el estudio de las propiedades físicas de las partículas evanescentes. En esta plática se presentará brevemente este nuevo esquema de cuantización y se implementará para un campo escalar masivo en Minwoski en regiones espaciotemporales no tradicionales. Se mostrarán los resultados relativos a la interacción del campo cuántico con un detector de Unruh-DeWitt y asimismo un propuesta para el operador tiempo en la teoría cuántica.

Dinámica de partículas de Dirac en espacio-tiempo curvos

Esta investigación aborda la modelización del comportamiento observado de Sagitario A* mediante la teoría cuántica de campos en un espacio-tiempo curvo, específicamente en la geometría de Kerr. Se resuelve la ecuación de Dirac en este contexto y se comparan los resultados con observaciones del Event Horizon Telescope (EHT). Se encuentra una mayor probabilidad de medir un espín -1/2 cerca del agujero negro, implicando una interacción entre la curvatura del espacio-tiempo y las propiedades cuánticas de las partículas. Se analizan otros aspectos como potenciales, valores de energía, coeficientes de reflexión y transmisión, y momento angular intrínseco, mostrando una concordancia entre teoría y observaciones. Estos hallazgos respaldan la viabilidad de la teoría cuántica de campos en un espacio-tiempo curvo, abriendo nuevas perspectivas en astrofísica y cosmología.

Catálisis magnética y catálisis magnética inversa en un plasma holográfico

Se estudiaron los modos cuasinormales de un plasma holográfico de quarks y gluones sometido a un campo magnético de intensidad arbitraria y el proceso de rompimiento espontáneo de simetría quiral a partir de un encaje D7/D3. Se encontró que el condensado quiral asociado a los modos escalares y pseudoescalares como función del campo magnético con momento total fijo y viceversa es no monótona, mostrando así que se da el fenómeno de catálisis magnética y catálisis magnética inversa. Finalmente se dio una explicación en términos de quarks de valencia y de mar y sus respectivos efectos en el contexto de la correspondencia holográfica.

Geometría a partir de D-branas en teoría de cuerdas no relativistas

La teoría de cuerdas no relativista (NR) fue descubierta como un marco que subyace y unifica las diversas teorías de cuerdas abiertas no conmutativas (NCOS), que fueron originalmente concebidas como sorprendentes excepciones a la máxima de que todas las teorías de cuerdas son de naturaleza gravitacional. Desde ese punto de vista, se creía que el hecho de que NCOS tenga un dual gravitacional era directamente análogo a la correspondencia AdS/CFT. Cuando se entendió que las teorías NCOS eran simplemente las clases particulares de estados de la teoría NR subyacente que incluye D-branas longitudinales, esto sugirió que la dualidad entre NCOS y la teoría gravitacional correspondiente no es una instancia de la dualidad tipo norma/gravedad, sino una dualidad cuerda-abierta/cuerda-cerrada entre D-branas y branas negras. El presente trabajo proporciona evidencia directa en apoyo de esta perspectiva, al partir de una pila de D-branas en la teoría de cuerdas NR y derivando el perfil de larga distancia de la la geometría curva en la brana negra correspondiente.

Decaimiento del Higgs $h^0 \to \gamma Z$ en el modelo Bestest Little Higgs

Estudiamos la desintegración del bosón de Higgs en los bosones vectoriales $\gamma$ y $Z$ a nivel de un lazo dentro del marco del Modelo Bestest Little Higgs (BLHM), usando como partículas virtuales las partículas propias del BLHM. Calculamos el branching de dicho decaimiento y encontramos que tales contribuciones a $h^0\to \gamma Z$ están por debajo de las acotaciones experimentales.

Cromodipolos magnéticos de quarks ligeros en el Modelo Bestest Little Higgs

Investigamos el Momento Dipolar Cromomagnético Anómalo (CMDM), denotado como $\hat{\mu }_{q}^{BLHM}$, de los quarks ligeros del Modelo estandar $(q = u, c, d, s, b)$ en el marco del Modelo Bestest Little Higgs (BLHM) como extensión del Modelo Estándar; tanto para un intervalo spacelike ($q^2=m^{2}_{z}$), como para un intervalo timelike ($q^2=m^{2}_{z}$). Nuestra investigación abarca interacciones novedosas entre los quarks ligeros del Modelo Estandar, el quark pesado $B$ y los bosones pesados del BLHM $(W'^{\pm}, H^{\pm}, \phi^{\pm}, \eta^{\pm})$, incorporando la matriz extendida Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) característica del Modelo Bestest Little Higgs. Exploramos a fondo el espacio de parámetros permitido, generando un espectro de valores CMDM que van desde $10^{-10}$ y $10^{-3}$.

Estudio de modelos fenomenológicos para bariones pesados con support vector machines

En este trabajo se utilizan técnicas de estadística avanzada con la finalidad de estudiar bariones pesados descritos por modelos fenomenológicos. Dichos bariones se producen en aceleradores de partículas a altas energías. Se interesa en particular el uso de support vector machines y el método de Monte Carlo bootstrap con el objetivo de mejorar el ajuste de los parámetros del modelo y propagar los errores experimentales.

Caracterización de barras de plástico centellador para el detector Muon IDentifier (MID) de la fase 3 de actualización de ALICE

En el Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) se está trabajando en un prototipo para un detector de muones de la fase 3 de actualización de ALICE. Una de las tecnologías propuestas consiste en plástico centellador FNAL-NICADD de 1 metro de longitud, equipado con fibra corredora de longitud de onda (WLS) y lectura con fotomultiplicador de silicio (SiPM) de Hamamatsu S13360-6050CS con un área fotosensible de 6.0 x 6.0 mm² y pixel pitch de 50 μm. Un plástico centellador funciona mediante excitación de sus moléculas, cuando la radiación penetra el plástico, provoca excitaciones moleculares. Las moléculas se desexcitan y producen fotones, éstos se propagan por el plástico mediante reflexión interna. Para aumentar la cantidad de fotones detectados en todo el plástico se usa la WLS. Los fotones que inciden en la fibra son absorbidos, para luego ser emitidos con una longitud de onda más larga. Los fotones son detectados por el SiPM, el cual es una matriz de fotodiodos que producen una corriente eléctrica cuando les incide un fotón, de esta manera se puede estimar el número de fotones producidos por la radiación incidente. Se realiza un escaneo horizontal de los centelladores para determinar la eficiencia en función de la distancia entre el SiPM y la posición de impacto, también un escaneo vertical para determinar la eficiencia a lo ancho de la barra. Ambos en distintas distancias del centellador. La distribución de carga es estable en función a la distancia debido a la fibra. En el escaneo vertical y horizontal hubo una eficiencia mayor al 98%; la carga medida fue de alrededor de 18 pC que corresponde aproximadamente a 40 fotoelectrones, lo que indica buen rendimiento luminoso de salida, así como buena resolución temporal (<2 ns).

Background studies for new physics searches with the CMS and PPS detectors

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 study is based on proton-proton (pp) collision data at 13 TeV, gathered in 2018 with the CMS detector and the Precision Proton Spectrometer (PPS). Events with high missing energy and a Higgs boson decaying into two b-jets are expected to be the primary background for this search. In this work, we present the contribution of Quantum Chromodynamics (QCD) background events by studying the kinematical variables to distinguish between background and signal. We demonstrate that, following the selected cuts, the impact of this background in the signal region can be significantly reduced.

Simulación de procesos de ionización en detectores gaseosos usando GARFIELD++

En este trabajo se presentan los resultados de la simulación para dos tipos de detectores gaseosos de vidrio utilizando el software GARFIELD++. La simulación se centró en el análisis de los procesos de avalancha generados por el campo eléctrico cuando las partículas cargadas atraviesan el gas dentro del detector. El propósito de la simulación fue reproducir la respuesta del detector al paso de los muones, incluyendo la visualización de la ionización del gas y la correspondiente señal de corriente inducida en el electrodo de lectura. Se modelaron dos configuraciones de detector: una Cámara de Placas Resistivas (RPC) con un gap y una Cámara de Placas Resistivas Multigap (MRPC) con seis gaps, cada gap de 0.25 mm de espesor. El gas utilizado fue el Tetrafluoroetano, y se estableció una diferencia de potencial entre los electrodos para generar el campo eléctrico necesario para la ionización. Estos estudios destacan la relevancia de las simulaciones de Monte Carlo para entender mejor el funcionamiento de los detectores y pueden ser una guía en el diseño de nuevos y mejores detectores de física de partículas.

Dinámica no lineal de modelos basados en el esquema del ESRF-EBS y su posible corrección

En el proyecto del Sincrotrón Mexicano se busca una propuesta de modelo para su lattice, basándose en modelos de fuentes de luz sincrotrón modernas. Los experimentos que se hacen en las líneas de luz de estas fuentes son de gran calidad, ya que su baja emitancia permite obtener radiación altamente brillante y coherente. Sin embargo, la reducción de la emitancia es un gran desafío. Por otro lado, en los diseños actuales, esta reducción se logra incorporando arreglos magnéticos complejos. Como consecuencia, emerge el problema complejo de optimizar la dinámica no lineal. En particular, obtener una amplia zona de estabilidad en el espacio fase puede requerir de simulaciones que duran meses. En este trabajo se presentan técnicas novedosas, computacionalmente económicas, para estudiar la dinámica no lineal y obtener una amplia zona de estabilidad en el espacio fase horizontal. Se aplican estas técnicas a modelos basados en el esquema del ESRF-EBS, obteniendo resultados alentadores. Se agradece el apoyo de los proyectos UNAM-PAPIIT IN108522 y CONACYT CF-2023-I-119. E. S. agradece a CONAHCYT por beca posdoctoral.

Estudiando la naturaleza del Universo: buscando materia oscura y detectando neutrinos

La naturaleza de la materia oscura es una de las grandes incógnitas hoy en día. Actualmente, desconocemos más del 85% de la materia del Universo y una gran diversidad de experimentos se llevan a cabo en todo el mundo. Los experimentos de detección directa ofrecen una oportunidad de probar muchas teorías que incluyen partículas que pudieran ser candidatas a la materia oscura. Usando materiales semiconductores como el silicio, centelladores como el argón líquido o fluidos sobrecalentados, se construyen y operan actualmente una miríada de detectores. Desde cámaras de burbujas, hasta sensores superconductores, se emplean diversas técnicas experimentales para intentar medir la interacción de la materia oscura presente en la vía láctea. En esta charla se presentarán los experimentos de frontera que actualmente se encuentran buscando la materia oscura. Por otra parte, estudiar los neutrinos y sus propiedades nos permite entender sobre el Universo en que vivimos, puesto que después de los fotones son las partículas más abundantes que existen. Desde su detección en eventos astrofísicos, hasta su creación en reactores y aceleradores, estudiarlos nos permite conocer más sobre su naturaleza y propiedades, además de aprender sobre el Universo. La interacción de los neutrinos por medio de la dispersión elástica con un núcleo, específicamente con neutrinos de reactores nucleares, abre una ventana para estudiar sus propiedades e interacciones. En esta charla también se presentarán los aspectos más relevantes de los neutrinos y detectores que se emplean para observarlos.

Producción de bosones de Higgs predichos por el Modelo B-L

Se analiza la producción y decaimiento de bosones de Higgs pesados H , predichos por el modelo B-L, el cual es una extensión del modelo estándar. Específicamente el proceso que se analiza es: $\mu^+ \mu^- \longrightarrow (Z, Z') \longrightarrow ZH \longrightarrow l^+ l^- \longrightarrow W^+ \mu^-$ , para las energías y luminosidades del futuro colisionador de muones.

Decaimiento $t\rightarrow c\gamma$ a un lazo en teorías efectivas

El Modelo Estándar de las interacciones electrodébiles y fuertes es la mejor formulación de física fundamental con que contamos, sin embargo, la comunidad científica dedicada al estudio de la física de altas energías está convencida de que aún no hemos encontrado la teoría fundamental genuina que describe a la naturaleza, sino que existe otra descripción de la cual el Modelo Estándar es un límite de baja energía. Una manera de estudiar de forma teórica la nueva física es a través de las teorías efectivas. En este trabajo se realizan el cálculo y la estimación de las contribuciones a orden de un lazo del Modelo Estándar y de nueva física al decaimiento con cambio de sabor fermiónico $t\rightarrow c\gamma$ en el marco de las teorías efectivas.

Propagadores para soluciones taquiónicas y de energía negativa en ecuaciones relativistas

En este trabajo se abordará la construcción del propagador de Feynman-Dyson para partículas de espín 1 utilizando ecuaciones tipo Weinberg, como en el artículo [1], basadas en el concepto del campo de Weinberg como un conjunto de funciones de campo con diferencias en paridad y transformaciones duales. Se discute una controversia relacionada con las definiciones del propagador de Feynman-Dyson para operadores de campo que contienen estados conjugados de cargas propias/anti-propias $S = 1/2$. Se propone una solución a esta controversia mediante la duplicación del Espacio de Fock, extendiendo el Álgebra de Clifford correspondiente. Se explora la existencia de las soluciones de la ecuación de Dirac y de Weinberg-Tucker-Hammer con energía negativa. Consideramos el papel de las soluciones taquiónicas en la construcción de propagadores para espines más altos. $[1]$ Valeriy Dvoeglazov (2019) "The Feynman-Dyson propagators for neutral particles (locality or non-locality?)", Revista Mexicana de Física, 65(6), Nov-Dic, pp. 612–617.

Fijación covariante de la norma para estudiar los vértices $WW\gamma^*$ y $WWZ^*$ en el Modelo Estándar con Dimensiones Extras Universales

En esta investigación se plantea analizar el proceso de fijación de la norma para poder estudiar la sensibilidad a correciones radiativas del vértice $WWV^*$ (con el bosón neutro $V= \gamma \; o \; Z$ off-shell) dadas por las excitaciones de Kaluza-Klein de todas las partículas del Modelo Estándar. Esto dentro del contexto de una extensión del Modelo Estándar conocida como Dimensiones Extras Universales, la cuál consiste no en una extensión del grupo de norma que determina la dinámica de la teoría, sino en una ampliación del grupo de Poincaré. Para este cometido se utilizará un procedimiento de fijación de la norma, para las excitaciones de Kaluza-Klein, covariante bajo el grupo usual $SU_L(2,\mathcal{M}^4) \times U_Y(1,\mathcal{M}^4)$ con la finalidad de obtener amplitudes bien comportadas para los vértices $WW\gamma^*$ y $WWZ^*$. Se muestra cómo esta elección novedosa del término que fija la norma simplifica en gran medida los diagramas a calcular. Además de que al usar la norma de Feynman-t'Hooft ($\xi =1$) podemos obtener la contribución del bloque WWV* a procesos tales como las colisiones $\gamma \gamma \to W^+W^-$ o $e^+e^-\to W^+W^-$ sin recurrir a la función de Green completa. Esta ultima colisión será escrutinada con una alta presición en futuros colisionadores como el International Linear Collider.

Efecto dipolar cromomagnético en el proceso $gg\to t\bar{t}$

Se presenta el avance del estudio del efecto dipolar cromomagnéticos mediante un acomplamiento efectivo en el proceso hadrónico de producción de pares de tops $gg\to t\bar{t}$. Contrastamos las desviaciones debidas al dipolo cromomagnetico obtenido a un lazo en el Modelo Estándar, versus el reportado experimentalmente en el LHC, para así poder predecir la sensibilidad del impacto dipolar en las interacciones gluon-top.

Valores esperados de lazos de Wilson en el modelo $\mathbb{Z}_2$ con el algoritmo de Wolff

En este trabajo se explora la factibilidad de implementar el algoritmo de Wolff para realizar cálculos simulados dentro del modelo $\mathbb{Z}_2$, recalcando la importancia del uso de simulaciones eficientes. Se calcularon los valores esperados de los lazos de Wilson en el modelo $\mathbb{Z}_2$, un ejemplo sencillo de teoría gauge en la retícula. Se usaron métodos de muestreo MCMC para obtener los valores esperados de los lazos de Wilson en una retícula sencilla, comparándolos con su valor teórico. Se presentan y discuten los resultados obtenidos para las distintas pruebas como lo son la tendencia global de los valores esperados obtenidos por las simulaciones y los análisis de rendimiento, concluyendo satisfactoriamente con una mejora en los tiempos de ejecución de las simulaciones realizadas, pasando de tener un incremento exponencial a un crecimiento cuadrático, a coste de restringir su rango de aplicación. Finalmente, se explora una posible mejora al algoritmo de Metropolis que podría tener ambas cualidades, la velocidad del algoritmo de Wolff junto al amplio rango de aplicación del algoritmo de Metropolis.

Efectos del decaimiento de la materia oscura en el proceso de nucleosintesis primordial de elementos ligeros

Este trabajo tiene como propósito el introducir una variación del modelo cosmológico CDM. Dicho modelo considera el decaimiento de materia oscura en el universo temprano, debido a un aumento de entropía, antes de nucleosíntesis. Veremos como el campo escalar con su abundancia inicial y el recalentamiento que produce en el universo, afecta a la creación de elementos ligeros en BBN. Para poder hacer esto es necesario conocer las etapas del universo, y su historia térmica, con énfasis en la época de nucleosíntesis primordial, para tener una base sólida. Después se busca estudiar los procesos físicos que están involucrados y derivar las ecuaciones que lo describan y así construir el modelo cosmológico que queremos. Parte de los objetivos de este trabajo es buscar y determinar las cotas de los parámetros ya mencionados antes, que son necesarias para este modelo. Para finalizarlo se ilustran estos datos para tener una mejor interpretación de los datos que fueron recabados a través del trabajo.

Sobre la autoenergía del fermión a un lazo en una norma covariante arbitraria en RQED

En este estudio, se aborda el cálculo de las integrales maestras necesarias para determinar la autoenergía del fermión a un lazo en el contexto de la electrodinámica cuántica. Este análisis se realiza dentro de un marco de referencia que utiliza una norma covariante arbitraria. La autoenergía del fermión es un concepto fundamental en la física de partículas, ya que proporciona información crucial sobre las interacciones y propiedades del fermión en cuestión. La utilización de una norma covariante arbitraria en este cálculo permite una mayor flexibilidad en el tratamiento matemático de los fenómenos físicos involucrados, lo que puede conducir a resultados más precisos y una comprensión más profunda de los procesos subyacentes en la teoría cuántica de campos. Este enfoque puede tener implicaciones importantes en diversos aspectos de la física teórica y experimental, incluida la interpretación de datos de experimentos de alta energía y la formulación de nuevas teorías o extensiones de las existentes.

Estudio experimental de pulsos inducidos por imanes en caída libre por un tubo aislante recubierto de espiras

En lo este experimento se tiene como objetivo analizar los pulsos eléctricos inducidos al dejar caer un imán a través de un tubo dieléctrico (acrílico) y embobinado por el exterior para encontrar una relación de como varía la intensidad del pulso eléctrico respecto a la cantidad de imanes. Utilizando 10 imanes de neodimio en forma de disco de 25mm x 3mm, un tubo de acrílico de 0.45 m de largo y 47mm de diámetro interior, cable esmaltado de cobre de (k)mm de grosor y un osciloscopio, se construyó un tubo no conductor con un embobinado. La cantidad de vueltas del embobinado fueron N = 128 vueltas, lijando los extremos y conectándolos al osciloscopio para poder medir la intensidad del pulso eléctrico, la cual resultó con una amplitud de ± 200 mV. La caída de diferentes configuraciones de imanes se videograbó para después ser analizada por medio del programa Tracker Video Analysis and Modeling Tool, esto con la finalidad de modelar la velocidad y aceleración promedio. Se detectó además que, al incrementar el número de (i=1,…10) imanes, la intensidad del pulso se enaltecía de forma simétrica. Finalmente, se espera que si también se aumenta la cantidad de vueltas en el embobinado se incremente aún más la intensidad del pulso.

Simulaciones tipo Monte Carlo para la obtención de observables físicas en el espectro de energía del decaimiento neutro del kaón

En el presente trabajo se estudia el decaimiento del kaón neutro en su vía semileptónica, esto es, su desintegración a tres cuerpos: un pión cargado negativamente y al par leptónico que está conformado por un electrón y el neutrino del electrón. Se calcula primero la razón diferencial de decaimiento integrando sobre los momentos de las partículas, dejando, como un paso intermedio, la razón diferencial de decaimiento a nivel gráfica de Dalitz dependiente de las energías del pión y del electrón. A este nivel la integración se logró hacer de manera analítica y también de forma numérica, la coincidencia a un alto orden de precisión en el cotejo de estos resultados da la fiabilidad en los cálculos obtenidos. Posteriormente se implementaron simulaciones tipo Monte Carlo en la gráfica de Dalitz para extraer el valor de observables físicas como el elemento de matriz CKM y los factores de forma del vértice de integración del decaimiento. Finalmente se integra sobre la energía del pión para obtener el espectro de energía del electrón y a partir de estos resultados se obtiene el valor a muy alta precisión de los factores de forma del decaimiento.

Producción de luz en colisiones de neutrinos

El Modelo Estándar (ME) es la teoría cuántica de campos, los cuales describen las interacciones mediante grupos de simetría $SU(3)_C\times SU(2)_L\times U(1)_Y$. En 2012, el ME fue validado con el descubrimiento del Bosón de Higgs, pero ciertamente aún se plantean ciertas preguntas sin resolver, como lo es la generación de masa de los neutrinos y el cambio de sabor entre los leptones. Esto ha motivado a buscar y explorar nuevas teorías que van más allá del ME, con el propósito de buscar una nueva física y dar respuesta a las preguntas abiertas. El descubrimiento de la oscilación de neutrinos desafió las premisas del ME, demostrando la existencia de masa en los neutrinos y refutando la idea de que estas partículas no son masivas. En la actualidad, la fenomenología de los neutrinos masivos se ha convertido en un tema esencial dentro de la comunidad científica. Este trabajo se centra en investigar la interacción de neutrinos masivos de Dirac con fotones en extensiones del ME. Aunque las interacciones neutrino-fotón no están permitidas a nivel de árbol en el ME, se exploran en este trabajo a nivel de 1-lazo. Se examina específicamente la colisión de dos neutrinos masivos de Dirac que emiten dos fotones, demostrando que la amplitud de este proceso es finita, es decir, libre de divergencias ultravioleta e infrarrojas. Además, se confirma que esta amplitud cumple con la invariancia de norma.

Simulación de detector de muones para el experimento ALICE 3

El plasma de quarks y gluones, QGP, es un estado de la materia de densidad de energía tal que supera en el orden de cien mil a la temperatura del centro del Sol. Es el principal objeto de estudio del experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment) del LHC (Large Hadron Collisioner). Para profundizar su entendimiento, el experimento será actualizado para operar durante la fase de alta luminosidad del LHC. El nombre de este mejorado detector es ALICE 3. Uno de los detectores que formará parte de ALICE 3 es el MID (Muon IDentifier), el cual tendrá la capacidad de identificar y determinar la trayectoria de dimuones con bajo momento transverso producidos en colisiones entre iones pesados para $|\eta|\approx 0$. Se plantea que el MID este formado por un arreglo de plásticos centelladores y fibras ópticas con corrimiento de fase acopladas a foto sensores de silicio (SiPM). Actualmente, nos encontramos realizando la simulación este arreglo de barras y SiPM. Planteamos una lluvia atmosférica de muones que llegan a atravesar el plástico, como sucede en la realidad. Dentro de la barra se generan fotones que luego son detectados por el SiPM. Después analizamos información de la cantidad de fotones detectados, el tiempo de vuelo y la energía depositada con Root. El software de simulación es Geant4 pero se busca continuar con FairRoot y PHYTIA. Se espera que para la fecha del congreso de Física se tengan resultados de la eficiencia de detección de muones para diferentes configuraciones de plásticos. Esto en función del momento de los muones, del tipo de partícula incidente (muones, kaones, protones y piones) y la definición de hits en el arreglo de barras de plástico centellador en términos de la energía depositada en los detectores y el número de fotones de centelleo producidos. También, se espera presentar resultados análisis para flujos de partículas esperado en las condiciones de alta luminosidad del LHC a nivel de MID.

Decaimientos raros del quark top en el modelo Bestest Little Higgs

Este artículo investiga decaimientos raros que cambian el sabor del quark top en el modelo Bestest Little Higgs (BLHM). En este estudio, incorporamos nuevos términos de mezcla de sabores entre los quarks ligeros del Modelo Estándar (SM) y los fermiones y bosones del BLHM. Calculamos las contribuciones a un lazo del quark pesado $(B)$ y los bosones pesados $(W^{\prime\pm}, \phi^{\pm}, \eta^{\pm},H^{ \pm})$. Nuestros resultados demuestran que los branching ratios (Br) de las desintegraciones $t\to qV$ y $t\to qh^0$, donde $q=u,c$ y $V=Z, \gamma, g $, pueden ser mayores en comparación con sus contrapartes en el SM, excepto en el caso de los gluones. Además, observamos que los procesos con mayor sensibilidad son $Br(t\to cZ)\sim 10^{-5}$, $Br(t\to c\gamma)\sim 10^{-6}$ y $Br(t \to ch ^0) \sim 10^{-8}$ dentro del espacio de parámetros apropiado.

Implementación de TDCs utilizando FPGAs para la caracterización de detectores gaseosos tipo RPC

En el presente trabajo se muestra el estudio y caracterización de la carga depositada en detectores gaseosos con un TDC (Time-to-Digital Converter) utilizando la placa PicoTDC ChipBoard V1-1 desarrollada por el CERN. El PicoTDC realiza la conversión de carga a tiempo de forma continua hasta a 1.2GHz y una taza de sustracción de datos de 320MHz por canal de adquisición de datos, En nuestro trabajo estará conectado a un detector RPC (Cámara de placas resistivas, por sus siglas en inglés), entre las principales características de esta placa, podemos registrar tiempos muy cortos de hasta ~3ps. Para lograr controlar el TDC se empleará un FPGA (Field-Programmable Gate Array) Kintek-7 de la marca XILINX. Para la comunicación, ajuste del disparo, configuración del reloj de operación y transmisión de datos. Entre el FPGA y el TDC se desarrollará un protocolo de comunicación en I2C (Inter-Integrated Circuit) además del desarrollo de los bloques lógicos para el registro de los datos en un ordenador. Con este sistema se realizará un estudio de las señales registradas por el detector RPC y poder estudiar sus características de operación utilizando muones, producto de la interacción de rayos cósmico con la atmosfera, como eventos que activen los detectores.

Efecto Schwinger en Regiones Confinadas

El estado de vacío de una teoría cuántica de campos alberga fenómenos físicos interesantes. En electrodinámica cuántica, por ejemplo, un campo eléctrico suficientemente intenso en una región del espacio puede originar una inestabilidad del estado de vacío, esto es, crear partículas. Sin embargo, la producción de pares electrón/positrón debida a campos eléctricos externos —calculada por Schwinger en 1951— no ha sido aun observada experimentalmente. Se estima que el valor crítico del campo eléctrico requerido podría alcanzarse en un futuro cercano gracias al desarrollo de láseres de alta intensidad. Al mismo tiempo, estudios teóricos recientes muestran que una adecuada configuración espacio-temporal del campo eléctrico permitiría observar la creación de pares con intensidades menores al valor crítico. En el presente trabajo estudiamos el efecto Schwinger en regiones confinadas con el fin de determinar cómo se distribuye la creación de pares en presencia de bordes. Consideramos también, en el marco de modelos no-abelianos, la creación de gluones por campos cromoeléctricos externos.

Momento dipolar cromomagnético anómalo del quark top en el modelo Bestest Little Higgs

Investigamos el momento dipolar cromomagnético anómalo (CMDM), $\hat{\mu}_t^{BLHM}$, del quark top en el modelo Bestest Little Higgs (BLHM). Incluimos nuevas interacciones con la participación de la matriz CKM extendida del BLHM y exploramos la mayor parte del espacio de parámetros permitido, obteniendo múltiples CMDM en el rango de $10^{-4}-10^{-2}$.

Quantum Generative Adversarial Networks for Particle Identification in Proton Collisions

Generative Adversarial Networks (GANs) have proven to be useful for the simulation of data in high-energy physics, similar to the Monte Carlo method. They are instrumental in creating realistic simulation data for modeling particle interactions. Additionally, GANs aid in identifying rare signals in experimental datasets, enabling the discovery of new physical phenomena. In this project, we explore the use of Quantum Generative Adversarial Networks (QGANs), which are GANs that employ quantum algorithms to generate data in high-energy physics. Our study employs data from signal and background jet events in proton-proton collisions, simulated using Delphes. We implement QGANs to tackle a critical task in high-energy data analysis: distinguishing signal events from background events. The model is designed to achieve two main objectives: discriminating between real and generated data, and accurately classifying the data into signal or background jet events. To achieve these goals, we constructed two-headed QGANs, demonstrating the model's capability to perform both tasks effectively.

Analysis of the di-muon spectrum using CMS Open Data

En este trabajo presentamos el espectro del di-muon obtenido de datos del experimento CMS a través de la plataforma del Open Data del CERN. El espectro se produce al calcular la masa invariante de pares de muones con carga opuesta. El espectro permite observar resonancias en un amplio rango de energías, desde el mesón $\eta$ -alrededor de 548 MeV- hasta el bosón $Z^0$ -alrededor de 91 GeV-.

Lagrangiano de Dirac: Introducción a QFT

En este trabajo se busca el acercamiento a la teoría cuántica de campos mediante la realización de ciertos cálculos con su formalismo; usando ideas de mecánica cuántica relativista para, posteriormente, construir las estructuras de la teoría clásica de campos, que por último se combinarán dando la lagrangiana de Dirac, siendo la base del modelo estándar de la física de partículas. \begin{equation} \mathcal{L}=\bar{\psi}(i\hbar\gamma^{\mu}\partial_{\mu}-m)\psi \end{equation} El trabajo contiene como marco teórico las bases de la teoría clásica de campos, como las ecuaciones de Lagrange y el teorema de Noether. Posteriormente, se construye la ecuación de Dirac a través de invariantes relativistas, explorando sus soluciones e interpretaciones. Se hablará específicamente de las teorías de representaciones, específicamente del grupo de Lorentz (como un acercamiento a los grupos de Lie), debido a su uso como transformación infinitesimal para demostrar una cantidad conservada de la lagrangiana de Dirac a través de dichas transformaciones. \begin{equation} S[\Lambda]=e^{(-iw_{\alpha\nu}\varepsilon^{\alpha\nu})} \end{equation} Por último, se cierra el trabajo con el cálculo de la cantidad conservada del lagrangiano de Dirac bajo la transformación del grupo U(1), dando la conservación de la carga. \begin{equation} \psi^{'}=e^{-i\alpha q}\psi \end{equation} \begin{equation} J^{0}=q \end{equation}

Estudio del modelo bestest little Higgs con support vector machines

En este trabajo se utilizan técnicas de machine learning con la finalidad de estudiar modelos más allá del modelo estándar. Se interesa en particular en el uso de support vector machines combinados con algoritmos genéticos, con el objetivo de clasificar eventos de colisión de partículas predichos en el modelo bestest little Higgs, además del cálculo de propiedades como momentos y masas dentro de este modelo.

Caracterización y eficiencia de un detector RPC de 2 gaps de 0.5 mm

Las RPC (Resistive Plate Chambers) son detectores de placas paralelas con un gas entre estás, funcionan con base en la ionización del gas cuando una particula cargada pasa a través de estos, lo que hace que los electrones se separen de los átomos de gas lo que genera una avalancha de electrones, y está señal sea detectada por las tiras metálicas; este tipo de detectores son de una construcción relativamente sencilla, ya que son hechos a base de materiales de fácil acceso, lo que hace que sean baratos para la eficiencia que tienen; son utilizados en experimentos de astro partículas y física de altas energías, en este trabajo se explicará la caracterización de un detector con una separación de las placas de 0.5 mm y la eficiencia de estos, al compararlos con los ya existentes en el laboratorio, cuya separación es de de 1 mm.

Analysis of $e^+ e^- \to \bar{\nu_e} \nu_e H, H \to \bar{b}b$ Process at Future Circular Collider (FCC-ee) at $\sqrt{s}$ = 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 $e^+ e^- \to \bar{\nu_e} \nu_e H, H \to \bar{b}b$ process and its associated background phenomena at a center-of-mass energy ($\sqrt{s}$) of 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.

Técnica basada en cuasi-invariantes para aumentar la apertura dinámica

Se describe una técnica para aumentar la zona de estabilidad de los electrones en anillos de confinamiento. La técnica consiste en la construcción de un polinomio cuasi-invariante en una vecindad cercana al origen de coordenadas del espacio fase. A partir de él se obtiene un sistema de ecuaciones diferenciales lineales acopladas para las funciones involucradas en la dinámica no lineal, que se resuelven con condiciones de frontera periódicas. Esta técnica se ha aplicado a un modelo de celda unitaria de cuarta generación de 90 pm.rad que combina elementos de las celdas de ESRF-EBS y SLS-2 obteniendo aumento en la apertura dinámica. Este proceso se lleva a cabo en una dimensión. La función objetivo propuesta cuantifica la separación que hay entre las superficies correspondientes a la dinámica lineal y no lineal proporcionada por el cuasi-invariante polinomial. La optimización se realizó con algoritmos genéticos produciendo un aumento en la apertura dinámica. Adicionalmente los resultados se comparan con simulaciones realizadas con el programa OPA, corroborando que la técnica propuesta puede incrementar la apertura dinámica. Se agrade el apoyo de los proyectos UNAM-PAPIIT IN108522 y CONACYT CF-2023-I-119. E. Sánchez agradece a CONAHCYT por beca posdoctoral.

Búsqueda del espacio de parámetros de modelos de extensión mediante $SpaceMath$

En este trabajo se presenta la versión en $python$ de $SpaceMath$, el cual es un programa en código $Wolfram$ para la búsqueda automática del espacio de parámetros de extensiones del modelo estándar. Se implementan, de manera particular, observables asociadas a la física del bosón de Higgs, a saber, $señales$ $de$ $intensidad$ $y$ $acoplamientos$ $modificados$ que han sido medidos en el LHC incluyendo los acoplamientos del bosón de Higgs a las partículas más masivas del modelo estándar. Esto es, $b\bar{b}$, $WW$, $ZZ$, $\tau^{-}\tau^{+}$ y, con una precisión aún por mejorar, $c\bar{c}$ y $\mu^{-}\mu^{+}$. Se incluye, además, la interacción a nivel de un loop $h_{\gamma \gamma}$. Como un nuevo desarrollo se han aplicado algunos algoritmos de $Machine$ $Learning$ al programa $SpaceMath$.

Estudio de obtneción de imágenes de grandes estructuras empleando muones

Se estudia la generación de imágenes de objetos empleando muones de rayos cósmicos, aprovechando el bajo nivel de dispersión y de absorción que presentan en materiales poco densos, y un efecto de la incertidumbre que proporciona la resolución espacial de los detectores empleados.

Estudio de la transición gas-líquido de los sistemas creados en colisiones de iones pesados

Las señales observadas en el Acelerador Relativista de Iones Pesados (RHIC) y el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) indican que las colisiones de iones pesados a energías ultra-relativistas producen un medio fuertemente interactuante conocido como Plasma de Quarks y Gluones (QGP). En este estado, los quarks y gluones interactúan libremente más allá del confinamiento en hadrones. Observables experimentales, como los coeficientes de flujo y las correlaciones angulares, sugieren que este medio se comporta como un líquido casi perfecto. Debido a la complejidad del sistema y a que las escalas de energía se encuentran en el régimen no perturbativo de la Cromodinámica Cuántica, no existe una descripción teórica completa del QGP. Por ello, se utilizan diversos modelos fenomenológicos para aproximar sus características, incluyendo el modelo de saturación de partones conocido como Color Glass Condensate (CGC). En este trabajo se discute la estructura del medio modelado por el CGC para los sistemas formados en colisiones de iones pesados considerando fluctuaciones en la escala de saturación, lo cual genera cambios en la descripción del estado inicial. Analizando la función de distribución radial, se determina la estructura del medio formado en colisiones AuAu a las energías de RHIC y en colisiones PbPb a las energías de LHC en el contexto del CGC. Los resultados obtenidos indican la existencia de una transición de fase tipo gas-líquido para energías de centro de masa superiores a 200 GeV en colisiones de iones pesados, lo cual es un indicio fuerte de la formación del QGP.

Search for \( J/\psi \) final states using CMS Open Data

This study explores the search for \( J/\psi \) final states using the CMS Open Data from proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV. The \( J/\psi \) meson, a bound state of a charm quark and its antiparticle serves as an essential probe in understanding Quantum Chromodynamics (QCD) and the properties of the strong force. Using the 2011 datasets from the CMS experiment, we perform a comprehensive analysis to identify \( J/\psi \) events using a CERNVM Virtual Machine. A CMS-OpenData-1.5.3 machine is set up on a computer running the Ubuntu 22.04 operating system. We then systematically process the MiniAOD format files using programs such as ROOT and Python. Preliminary results demonstrate the successful identification of \( J/\psi \) candidates and provide insights into the reconstruction of exotic particles such as tetraquarks and pentaquarks.

Caracterización de detectores de centelleo embebidos con fibra óptica y lectura con fotodiodos de avalancha

En este trabajo se presenta la caracterización de detectores a base de plástico centellador Polisterol-165 fabricado por Polimersintez embebidos con fibra óptica corredora de frecuencia Y11-200 fabricada por Kuraray, cuyos extremos se acoplan a sendos fotodiodos de avalancha MARS APD fabricados por Center of Perspective Technologies and Apparatus (CPTA). Se reportan la caracterización de los APD para obtener el voltaje óptimo de operación, y la medición de la eficiencia de varios detectores. Cada detector se compone de una placa de plástico centellador de $15\times 15\times 1$ cm$^3$, una fibra óptica corredora de frecuencia de 1 mm de diámetro y dos MRS APD. La fibra está embebida en un canal circular hecho en el plástico con sus extremos en uno de los lados de la placa, donde los APD se acoplan firmemente a la fibra. Se tomaron mediciones de conteo de muones atmosféricos provenientes de rayos cósmicos con cada detector para valores del voltaje de operación de los APD entre 36 y 39 V. Los voltajes de operación óptimos para cada APD se seleccionaron en la zona media del plateau de la gráfica de conteo contra voltaje. Con estos voltajes se realizó una segunda toma de datos ahora con cada detector caracterizado dispuesto entre dos detectores (a base de plástico centellador con tubos fotomultiplicadores) que funcionaron como trigger. Se registraron los conteos de los tres detectores y de las coincidencias de los tres detectores y de los detectores de trigger. Con este arreglo se midió la eficiencia de los detectores caracterizados.

Paradigma actual de las oscilaciones de neutrinos

A lo largo de los años, las incógnitas en la física han demostrado ser una oportunidad para la construcción de nuevo conocimiento, ya que su estudio amplia las posibilidades de lo que las teorías actuales son capaces. Bajo este razonamiento, tal vez no exista una partícula elemental que represente una mejor oportunidad para revolucionar el estado actual de la física que los neutrinos. Entre las características más singulares que presenta esta partícula destaca la oscilación de neutrinos, un mecanismo que les permite cambiar de sabor. En el presente trabajo se explora el mecanismo físico y matemático que permite a los neutrinos cambiar de sabor, específicamente se estudian las oscilaciones que experimentan los neutrinos al viajar grandes distancias. A través de un estudio extenso se analizan los paradigmas actuales en la oscilación de neutrinos. Plantear el panorama actual de este tema expone las áreas de oportunidad y los problemas abiertos en los que se puede trabajar actualmente, permitiendo enfocar esfuerzos en la búsqueda de nuevos resultados que puedan llevar a un mejor entendimiento de la física fundamental.

Estudio de la celda 7BA-I adapatado al sincrotrón mexicano

En las actualizaciones de fuentes de luz sincrotrón existentes y en el diseño de nuevas instalaciones, se busca activamente la reducción de la emitancia natural del anillo para poder aumentar la brillantez del haz de fotones. En este trabajo se toma la celda corta hıíbrida 7BA-I (7 bend achromat) de la propuesta de actualización del sincrotrón Soleil en Francia, que consigue una baja emitancia, y se modifica para la aplicación en el proyecto del sincrotrón mexicano que contempla un anillo de almacenamiento de alrededor de 400 metros. Se estudian los desafíos que presenta la adaptación del modelo a los nuevos requerimientos del proyecto. En particular, la aproximación lineal y los efectos no lineales, producto de la corrección de la cromaticidad. Se busca mantener una emitancia por debajo de 100 pm rad y corregir la cromaticidad mediante la elección adecuada de sextupolos y con la introducción de octupolos, obtener la mayor apertura dinámica del haz de electrones. Usando técnicas novedosas de análisis y manipulación del espacio fase, junto con algoritmos genéticos, se pretende encontrar la configuración óptima de parámetros no lineales que proporcionen una mayor área de estabilidad para los electrones. Con estos estudios se podría proponer un modelo de anillo de almacenamiento con posible utilidad en el proyecto del sincrotrón mexicano. Se agrade el apoyo de los proyectos UNAM-PAPIIT IN108522 y CONACYT CF-2023-I-119 por E. Sánchez agradece a CONAHCYT por beca posdoctoral asignada.

El decaimiento raro del quark top masivo en el escenario del Bestest Litle Higgs

El descubrimiento del quark top ($t$) en el Tevatron en 1995, confirmó las predicciones teóricas sobre la existencia de un quark masivo y completó el grupo de quarks en el modelo estándar de las interacciones fundamentales (ME). A partir de entonces, se han propuesto varios modelos o extensiones del ME, donde se predicen nuevas partículas masivas en la escala de Teraelectrovoltios (TeV); uno de ellos es el modelo de Bestest Little Higgs (BLHM). En este contexto, surgen seis nuevos fermiones pesados, en los cuales nos enfocamos a estudiar una de ellas, conocida como el compañero del top del ME, denotado como $T$. La masa de esta nueva partícula puede adquirir valores del orden de unidades deTeV, por consiguiente, el análisis de este proceso es interesante, dado que podrían generar vías de estudio de efectos de nueva física. De este modo, proponemos estudiar la anchura de decaimiento del quark superior $T$ a un quark top más un fotón del ME, respectivamente. Además, hemos estimado la fracción de decaimiento $T\to t\gamma$, siendo del orden de $10^{-3}-10^{-4}$ en intervalo 1 TeV $≤m_T≤$ 2 TeV. Cabe mencionar que este tipo de desintegración ayuda a investigar correcciones de orden superior a la teoría, el cual tratamos de comprender cómo pueden tomar forma los cálculos para investigaciones futuros sobre el decaimiento $T\to bW$ a nivel de un lazo, siendo $b$ el quark bottom y $W$ es el bosón cargado del ME.

Búsqueda de Materia Oscura en el modelo 2S-SM

Observaciones astrofísicas como cosmológicas postulan la existencia de materia oscura fría no bariónica y establecen que debe sumar alrededor de una cuarta parte de la energía total del Universo. Si bien, una gran variedad de candidatos a materia oscura ha sido propuesta, uno de los candidatos más prometedores son las partículas masivas débilmente interactuantes (WIMPs). Para su búsqueda se utilizan tanto métodos directos e indirectos. En este trabajo nos enfocamos en el estudio de la detección indirecta de materia oscura, para ello, revisamos las generalidades de los experimentos de detección indirecta y de la aniquilación de materia oscura. En particular, consideramos el Modelo Estándar extendido con 2 singletes escalares complejos (2S-SM).

Adaptacion de la celda de soleil-u para el poyecto de la fuente de luz mexicana

La actualización del sincrotrón francés SOLEIL se basa en celdas tipo 7BA-HOA. Esta celda se caracteriza por tener 7 dipolos por celda y una distribución específica de sextupolos para la cancelación de resonancias de bajo orden, que se logra con un avance de fase por celda apropiado. Este tipo de celda permite en Soleil-U tener una emitancia natural de 80 pm.rad a una energía de 2.75 GeV. La propuesta de actualización del sincrotrón francés es atractiva para el proyecto de fuente luz mexicana debido a que cuenta con una circunferencia de 354.2 m y está compuesta por 20 celdas, características que son deseables para el sincrotrón mexicano donde se contempla una energía de 3 GeV y una circunferencia de 350 m a 450 m. En este trabajo se presenta una réplica parcial de SOLEIL-U obtenida mediante el uso de programas especializados en el diseño y optimización de aceleradores. Así mismo se muestran resultados de los procesos de optimización de dinámica lineal y no lineal que permiten incrementar la apertura dinámica para el haz de electrones. Se agradece el apoyo de los proyectos UNAM-PAPIIT IN108522 y CONACYT CF-2023-I-119. E. Sánchez agradece a CONAHCYT por beca posdoctoral.

Presente y Futuro de la Hadroterapia

La hadroterapia constituye una técnica médica que hace uso de desarrollos experimentales propios de la física de partículas; la técnica constituye un área multidisciplinaria, que pone en estrecho contacto la Ingeniería, la Física, y la Medicina En este trabajo revisamos los principios físicos en los cuales se fundamenta la técnica, nos adentramos en la física de los aceleradores más comúnmente utilizados, y hacemos una revisión del estado actual de algunos de los principales centros de hadroterapia en el mundo, analizando el potencial de la creación, en un futuro próximo, de un centro de hadroterapia en nuestro país.

Materia quarkiónica para modelar núcleos de estrellas de neutrones

En este trabajo revisamos la materia quarkiónica y su papel como candidato natural para explicar las propiedades observadas en las estrellas de neutrones. Esta materia podría existir a densidades cercanas a la de la materia nuclear, y una vez presente, la presión y la velocidad del sonido aumentan rápidamente. En el límite de un alto número de colores 𝑁𝑐, esta transición se caracteriza por un cambio discontinuo en la presión en función de la densidad del número de bariones. Desarrollamos un modelo sencillo de materia quarkiónica y demostramos que, en general, la velocidad del sonido es una función no monotónica de la densidad: alcanza un máximo a una densidad relativamente baja, disminuye, y posteriormente vuelve a aumentar hasta su valor asintótico de 1/3, como se observa en las estrellas de neutrones.

Prefiltrado de Datos para el LHC Utilizando Redes Neuronales en un Árbol de Decisión

El proyecto se centra en el prefiltrado de datos del LHC utilizando una arquitectura de árbol de decisión construida con redes neuronales. Este enfoque permite clasificar millones de datos en sus correspondientes partículas en cuestión de segundos, logrando precisiones superiores al 90%. Las partículas se clasifican en seis categorías: electrones, piones, kaones, protones, muones y una sexta etiqueta denominada "ghost". Esta última etiqueta es de especial interés, ya que agrupa partículas con características distintivas que podrían proporcionar datos nuevos en física. El objetivo del prefiltrado es identificar y aislar exclusivamente las partículas "ghost".

Ajusto de modelo dipolo GBW a los datos combinados del colisionador HERA

El modelo GBW es un modelo de dipolo simple que sirve para modelar la interacción de un par quark antiquark con el campo gluónico de un blanco en el límite de altas energías; en este caso un protón. El estudio del modelo es de interés, ya que nos permite simular y explorar la posible presencia de altas densidades de gluones y la dinámica QCD no lineal asociada, que eventualmente dará lugar a la saturación de las densidades de gluones. En esta contribución presentamos los resultados de un reciente ajuste de este modelo a los datos medidos en dispersión inelástica profunda en el colisionador HERA. Nuestro ajuste incluye un cálculo numérico de la sección eficaz reducida, que obtenemos como una convolución de la función de onda del fotón virtual y la sección eficaz del dipolo. Como novedad no presente en la literatura actual, exploramos la posibilidad de ajustar el modelo con una masa del charm de $1.48 GeV/c^2$, que será útil para futuras comparaciones con datos del LHC.

Decaimiento del bosón de Higgs a dos quarks bottom en el modelo Bestest Little Higgs

Estudiamos el decaimiento $h^0\to\bar{b}b$ a un lazo en el marco teórico del modelo Bestest Little Higgs (BLHM). Las principales contribuciones vienen de los quarks y bosones pesados del BLHM, también consideramos los bosones del Modelo Estándar $(h^0,\gamma,W^{\pm},Z,g)$. Incluimos las matrices extendidas del tipo Cabibbo–Kobayashi–Maskawa (CKM) en este modelo para cuantificar el cambio de sabor. Encontramos que los branching ratios (Br) son del orden $10^{-3}$ complementando las mediciones experimentales.

Exotic atoms in momentum space

We present initial results for the energies and wavefunctions of muonic atoms, obtained by solving the Schrodinger and Dirac equations in momentum space. As an starting point we assume a point-like nucleus and then give it structure, parametrized by a density profile. In the latter case, we extract the density profile parameters from the measured energy levels.

Producción de Higgs $H_0$ vía fusión de gluones en el LHC en el contexto del modelo Bestest Little Higgs

Actualmente, existen argumentos teóricos convincentes y un amplio abanico de hechos experimentales que motivan la necesidad de una nueva física más allá del Modelo Estándar (ME) tales como el problema de la jerarquía, la asimetría bariónica del universo, la existencia de materia oscura, el origen de las familias fermiónicas, etc. La mayoría de las soluciones a estos problemas requieren nuevas interacciones y nuevas partículas, como las partículas supersimétricas, los bosones de Higgs pesados, los fotones oscuros, los axiones, los neutrinos diestros, los monopolos, entre otras cosas. Muchos de los modelos de nueva física contienen un sector de Higgs extendido, entre los cuales está el modelo Bestest Little Higgs (BLH) que es una de las opciones viables para nuestra investigación debido a que proporciona una forma interesante de abordar el problema de la jerarquía sin recurrir al ajuste fino. De este modo, en el escenario del modelo BLH analizamos la sección eficaz de producción del bosón de Higgs $H_0$. Presentamos resultados de la posible producción del Higgs $H_0$ vía fusión de gluones usando las energías del centro de masa y las luminosidades integradas del LHC. Nuestros resultados muestran un escenario muy optimista para el estudio del escalar $H_0$ predicho por el modelo BLH.

PRODUCCI\'ON DE BOSONES DE HIGGS h Y BOSONES Z EN LA RESONANCIA DEL BOS\'ON $Z^{\prime}$ EN UN FUTURO COLISIONADOR DE MUONES

En este trabajo se estudia la fenomenología de la producción de Higgs $h$ del modelo estándar y de un nuevo bosón $Z'$ en el contexto de una extensión $U(1)_{B-L}$ del modelo estándar. Para el estudio se considera un futuro colisionador de muones $\mu^{+}\mu^{-}$ con energía de centro de masas de $\sqrt{s}=4-6$ TeV y luminosidad integrada de $\mathcal{L}$=2000-4000 $fb^{-1}$. El estudio incluye el proceso $\mu^{+}\mu^{-} \rightarrow Z' \rightarrow Zh$, considerando los efectos resonantes. Los resultados muestran que el numero total de eventos $Zh$ que se espera observar en un futuro colisionador de muones con $\sqrt{s}=4-6$ TeV, $M_{Z'}=4$ TeV, $g'_{1}$=0.570 y $\mathcal{L}$=2000 $fb^{-1}$ es de N=$2.49\times10^{7}$. Estos resultados indican que el proceso considerado en este trabajo es muy prometedor para estudiar la fenomenología de los bosones $h$, $Z$ y $Z'$

RPC mejorados para la etapa de alta luminosidad del LHC

El sistema de muones del experimento CMS (Compact Muon Solenoid) está siendo preparado para continuar con un óptimo rendimiento durante la fase II de alta luminosidad (HL-LHC, High Luminosity-Large Hadron Collider). El sistema de Cámaras de Placas Resistivas (RPCs, Resistive Plate Chambers) será expandido para proporcionar una pseudo rapidez de hasta 2.4 al instalar una nueva generación de RPCs mejoradas (iRPCs, improved RPCs). Su diseño y configuración han sido optimizados para soportar las condiciones extremas de alta radiación; algunas de las actualizaciones incluyen: el uso de electrodos más delgados, un gap de gas más estrecho de 1.4 mm, nueva electrónica diseñada para leer los detectores de ambos lados (permitiendo una buena resolución espacial a lo largo de las tiras). En este trabajo se presenta un resumen del proyecto y algunos resultados recientes.

Búsqueda de eventos con estados finales a cuatro leptones en datos abiertos del CMS

Este estudio tiene como objetivo identificar y analizar eventos con estados finales a cuatro leptones, estado final popularizado por su posible identificación como candidatos a bosones de Higgs. Se utilizan los datos abiertos del experimento del Solenoide Compacto de Muones (CMS) del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN. Nuestros métodos, implementados en lenguaje Python, incluyen la selección de eventos con al menos cuatro leptones que pasen los cortes de calidad y la selección de eventos que nos permitan filtrar los eventos de fondo. Se hace el análisis de la distribución angular en busca de patrones significativos. Se presentan la discusión a detalle de una selección de eventos y su comparación con lo esperado por eventos de Higgs y eventos provenientes de procesos de fondo. Este estudio subraya la importancia de los datos abiertos para la investigación en física de partículas y presenta uno de sus posibles usos.

Análisis numérico de los ángulos de mezcla de los neutrinos en el SM$S(3)$ usando una parametrización general de la matriz de masa $M_{\nu}$

En este trabajo se discuten las masas y mezclas de los neutrinos en una extensión del Modelo Estándar con la simetría permutacional $S_3$ (SM$S(3)$). Las matrices de masas fermiónicas de Dirac, $\mathcal{M}_D$, y Majorana , $\mathcal{M}_R$, se reparametrizan en términos de sus eigenvalores. Se presentan las expresiones analíticas exactas y explícitas para los ángulos de mezcla del sabor de quarks y leptones como funciones de las masas de los fermiones $m_f$. Se realiza un análisis de verosimilitud $\chi^2$ de la matriz de mezcla del sabor de los leptones obtenida y los valores extraídos del experimento. Finalmente, se realiza el análisis numérico de los ángulos de mezcla de los neutrinos en excelente concordancia con los datos experimentales.

Producción de Higgs $H_0$ y bosones $Z$ en un futuro colisionador de muones en el contexto del modelo Bestest Little Higgs

Desde el descubrimiento experimental del bosón de Higgs predicho por el Modelo Estándar (ME), la búsqueda de nuevas partículas continúa en el mayor acelerador de partículas del mundo conocido como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés). Entre las partículas más buscadas se encuentran los bosones de Higgs pesados, los axiones, los fotones oscuros, etc.. Si se confirma la existencia de estas partículas, apoyaría la validez de teorías que van más allá del ME que proponen resolver ciertas cuestiones fundamentales de la naturaleza, como el problema de la jerarquía, la materia oscura, la asimetría bariónica en el universo, entre otras cosas. En este trabajo investigamos la fenomenología de producción de bosones de Higgs pesados $H_0$ y bosones de norma $Z$ predichos en el escenario de un modelo extendido conocido como el modelo Bestest Little Higgs (BLH). El modelo BLH ofrece una manera interesante de resolver el problema de la jerarquía que está presente en el ME, y como resultado de esto, se generan nuevos escalares, bosones de norma y quarks pesados. En el contexto del modelo BLH, analizamos la sección eficaz de producción del proceso $\mu^{-}\mu^{+} \to (Z,Z') \to Z H_0$, y para estimar el número total de eventos que se esperaría observar en un colisionador, consideramos las energías del centro de masas y luminosidades de un futuro colisionador de muones.

La producción Higgs-strahlung $\ \mu^{+} \mu^{-} \to Z h_0 \ $ en el futuro colisionador de muones

El descubrimiento del bosón de Higgs con una masa de alrededor de 125 GeV en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), marcó un gran triunfo en la historia de la física de partículas. Con los datos cada vez más abundantes, se ha podido confirmar que las propiedades de este bosón recién descubierto está en concordancia con el bosón de Higgs predicho por el Modelo Estándar (ME), incluyendo las medidas de sus números cuánticos de espín y paridad. Sin embargo, hasta ahora no hay pruebas para establecer si el sector de Higgs contiene un sólo doblete de Higgs. Uno de los modelos extendidos que propone dos dobletes de Higgs es el modelo Bestest Little Higgs (BLH) que también ofrece una forma interesante de resolver el problema de la jerarquía sin recurrir al ajuste fino. Por otro parte, como resultado de la introducción de los dos dobletes de Higgs en el modelo BLH se generan nuevos bosones de Higgs, nuevos bosones de norma y quarks pesados. De esta manera, en el contexto del modelo BLH analizamos la sección eficaz de producción del proceso $\mu^{-}\mu^{+} \to (Z,Z') \to Z h_0$, donde el bosón $Z'$ representa una nueva partícula pesada generada por el BLH. Usando la sección eficaz se estima el posible número de eventos $Z h_0$ que se podría esperar en un futuro colisionador de muones.

Estudio de la tasa de decaimiento de una partícula pseudo escalar en presencia de campo magnético

En este trabajo presentamos el estudio de la tasa de decaimiento de una partícula pseudo escalar en presencia de campo magnético. En el marco del modelo sigma lineal, se obtuvo la autoenergía de un pion cargado a un lazo en presencia de campo magnético, se realizó la amputación de los estados asintóticos por medio de la fórmula de reducción LSZ y se realizó la comparación con el caso sin la presencia de dicho campo. Adicionalmente, para el caso sin campo, se obtuvo la parte imaginaria de la autoenergía y por medio del teorema óptico se obtuvo la tasa de decaimiento. Al final, se encontraron expresiones para la autoenergía para ambos casos y se consiguió, con una aproximación de campo débil, hacer un mapeo entre ambas funciones.

Reconstrucción de masa invariante de dos muones con CMS Open Data

El programa CMS Open Data proporciona datos valiosos de las colisiones en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN al público en general, siendo una excelente oportunidad para investigadores y estudiantes. En este trabajo se muestra la reconstrucción de la masa invariante de una partícula decayendo a dos muones de carga contraria y la observación de varías partículas conocidas en una muestra de datos de 2011.