Estudios y experimentos de altas energías en Chiapa

Se hará una revisión de los temas que se estudian en el área de altas energías que se llevan a cabo en la Universidad Autónoma de Chiapas

One-loop renormalization of $U(1)$ gauge theory for tensor dark matter: preliminary results

Tensor Dark Matter (TDM) is a recently explored proposal for describing Dark Matter (DM) as a spin-one field in the $(1,0)\oplus(0,1)$ representation of the homogeneous Lorentz group. In this work, we study the renormalization of the $U(1)$ gauge theory for TDM at the one-loop level in the MS scheme. The interaction is found to be non-renormalizable due to the divergent behavior of the TDM propagator in the ultraviolet region. Its similarity with the propagator of a massive vector particle, and by analogy with the solution of this problem in the Standard Model for $W^{\pm}$ and $Z$ bosons, leads us to study the renormalization of massless TDM and eventually to the search for some mechanism to give it mass. In the massless case, the TDM free Lagrangian has a gauge symmetry, which is lost when coupled with the $U(1)$ gauge field. The $U(1)$ gauge interaction for massless TDM is found to be renormalizable only for three specific values of the parameter, which, in the free case, is the massless TDM gauge parameter.

Características espectrales de ALPs como posible explicación a la emisión en TeV del GRB 221009A

La observación del GRB 221009A a energías mayores a 10 TeV por LHAASO ha desafiado los mecanismos de emisión más aceptados en los Destellos de Rayos Gamma (GRBs). Debido a la distancia estimada del destello, $z=0.151$, no se esperaba detectar fotones con energías de TeV pues se atenuan con la Luz de Fondo Extragaláctica (EBL). Sin embargo, si durante la evolución del GRB se asume la producción de Partículas Tipo Axión (ALPs) que oscilan a fotones bajo la presencia de campos magnéticos, es posible explicar la llegada de fotones de muy alta energía (VHE). De esta forma, la detección de LHAASO podría ser útil para analizar el espacio de parámetros y sus repercusiones en los mecanismos de producción de ALPs. En este trabajo, presentamos las restricciones en el espacio de parámetros de las ALPs explorando diferentes perfiles temporales y espectrales capaces de explicar de la emisión en TeV del GRB 221009A. Este proyecto fue realizado gracias al apoyo del proyecto PAPIIT IG101323.

Estudio del posible efecto de las Partículas Tipo Axión en el espectro de fuentes ultra energéticas

Las Partículas Tipo Axión (ALPs por sus siglas en inglés) son candidatas potenciales a materia oscura, cuya hipotética conversión a fotones podría tener un impacto en el espectro de fuentes astrofísicas que emitan a muy altas energías, en particular a escalas de TeV. En fuentes galácticas, el resultado general de dichas conversiones puede manifestarse como una atenuación del espectro de rayos gamma en energías por encima de varias decenas de TeV. Por lo tanto, observatorios de rayos gamma como el High Altitude Water Cherenkov (HAWC) brindan una oportunidad única para investigar las ALPs en el rango de masa desde fracciones de un neV hasta decenas de $\mu$eV. En este trabajo se presenta un estudio preliminar del espectro observado de la fuente de rayos gamma eHWC J1908+63,encontrando que la constante de acoplamiento entre ALPs y fotones debe tener valores menores a $10^{-12}~\text{GeV}^{-1}$ en el rango de masas que exploramos. Este proyecto fue realizado gracias al apoyo del proyecto PAPIIT IG101323.

Clasificación de neutrinos usando ML para el detector Intermediate-Water-Cherenkov-Detector (IWCD) del experimento Hyper-Kamiokande (HK)

El objetivo del artículo es presentar diversos análisis usando la red de aprendizaje profundo (DL) Residual Network (ResNet), en una tarea de clasificación de partículas para eventos de neutrinos de altas energías en un tanque cherenkov. En el presente se expondrá parte de la metodología utilizada para analizar los datos creados de manera sintética con métodos monte carlo para simular eventos de interacciones de neutrinos dentro del tanque IWCD que forma parte del experimento Hyper-Kamiokande. Los datos representan neutrinos que serán disparados desde el Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC), así como de otras fuentes de neutrinos. El objetivo es clasificar entre eventos de neutrino del electrón, neutrino del muón, y de evento gamma. Se presentan análisis de visualización, entrenamiento y clasificación para evaluar y comparar rendimientos en diferentes configuraciones de ResNet, y para comprender la relación de rendimiento de aprendizaje con los rangos de energía de los eventos. Aunque este estudio se basa en datos de entrenamientos y una red de aprendizaje en particular, es un paso esencial hacia la preparación de los datos reales del experimento que estarán disponibles en el futuro cercano. La metodología usada en el citado artículo puede ser fácilmente aplicada a otras redes de aprendizaje y otras geometrías de tanques Cherenkov.

Materia oscura tipo escalar y fermion

Las Partículas Masivas Débilmente Interactuantes como candidatos a Materia Oscura escalar y fermion (SDM y FDM), han sido estudiadas en teorías de campo efectivas más alla del Modelo Estándar. En este trabajo se presenta un análisis del espectro de masas y acoplamientos para la SDM y FDM acordes al valor actual de Densidad Remanente de DM $\,\Omega_\text{c}h^2\,$ y a los límites de Sección Eficaz Independiente de Spin $\,\sigma_\text{SI}\,$. Estudiando el portal de Higgs, se encontraron regiones permitidas para los parámetros de interacción, así como una fuerte correlación entre la masa de SDM $\,m_s\,$ y sus acoplamientos $\,\lambda_s\,$; así como un sector de masas favorecido entorno a $50\lesssim m_f \lesssim190$ GeV para la FDM. Las regiones de ambos candidatos han sido contrastadas con límites actuales de detección directa.

QCD phase diagram: Recent Considerations from effective models

In this talk, I review the experimental expectations and theoretical efforts to pinpoint the position of the Critical End Point (CEP) in the QCD phase diagram in the T-mu plane. Taking the Linear Sigma Model with quarks as a battle horse, I review the inclusion of plasma screening effects that promote deviations from a Hadron Resonance Gas model on the equilibrium properties of the system as a criterion to establish the position of the CEP.

Producción de pares de quarks top-antitop en el contexto de teorías efectivas de campo en CLIC

La falta de evidencia de física más allá del Modelo Estándar a partir de búsquedas directas sugiere que la escala de la misma está muy por encima de la escala electrodébil. Es por ello que la extensión del Lagrangiano del Modelo Estándar en el contexto de teorías efectivas de campo es una herramienta útil para la búsqueda indirecta de nuevos fenómenos. Los indicios de nueva física juegan un papel fundamental en los programas de física de experimentos actuales y en el diseño de futuros aceleradores. El proyecto CLIC del CERN, un colisionador lineal electrón-positrón, tiene como uno de sus objetivos realizar mediciones de precisión de las interacciones entre las partículas del Modelo Estándar en colisiones a diferentes energías de centro de masa. En este estudio fenomenológico se analiza la producción de pares de quarks top-antitop en CLIC incorporando modelos de teorías efectivas que añaden operadores de dimensión seis al Lagrangiano del Modelo Estándar. Con esto se busca evaluar el efecto de dichos operadores en la sección eficaz y en las distribuciones cinemáticas de este proceso. Explotando las características de un colisionador de leptones, se utiliza la variable recoil mass para extraer la señal de los procesos de ruido dominantes en eventos en los que al menos uno de los quarks top decae hadrónicamente en un solo jet. En este estudio se considera la fase de alta energía de CLIC con una luminosidad integrada de 5 ab$^{-1}$.

Cantidades conservadas y el desconfinamiento de la materia hadrónica en colisiones de iones

Las propiedades de la materia en condiciones de alta densidad bariónica o temperatura es es un campo de investigación relacionado con el estudio del diagrama de fase de la QCD. Los experimentos actuales y los que se están proponiendo para hacer colisiones de iones pesados, investigan y proponen explorar rangos de energía en región donde se espera ver el desconfinamiento de la materia de QCD y por ende posibles transiciones de fase. Estas propiedades pueden investigarse entre otros medios, por las fluctuaciones de cantidades conservadas. En esta plática se presenta un estudio a nivel simulación de colisiones de iones pesados, mostrando la predicción de las fluctuación de números cuánticos, como la carga, extrañeza, número bariónico, etc. cantidades que parecen diferir entre modelos existentes y datos experimentales, lo que sugiere hacer un estudio mas refinado de los modelos actuales que permitan una mejor comprensión de la materia hadrónica en la región de desconfinamiento.

Momentos dipolares y radio de carga de un neutrino en modelos de leptoquarks escalares y vectoriales

El estudio de las propiedades electromagnéticas de los neutrinos tiene una gran relevancia porque determina la interacción de estas partículas con el fotón, que solo puede inducirse a nivel de un lazo o más altos ordenes de teoría de perturbaciones. En este trabajo se presenta el cálculo y análisis de las contribuciones a nivel de un lazo a los momentos dipolares magnético y eléctrico de un neutrino de Dirac masivo en el contexto de modelos de leptoquarks escalares y vectoriales. Los leptoquarks son partículas hipotéticas que se acoplan simultaneamente a quarks y leptones, predichas en modelos de gran unificación, supersimetría, etc., las cuales han cobrado notoriedad recientemente porque son candidatos para resolver las anomalías en decaimientos de mesones $B$. Adicionalmente se calcula la contribución de estos modelos al radio de carga de un neutrino mediante el formalismo del campo de fondo (bakcground field method en inglés). Se realiza un análisis del espacio de parámetros de estos modelos y se examina el comportamiento de las propiedades electromagnéticas de un neutrino ligero.

Estudio de factibilidad para caracterizar la producción de antineutrones en colisiones $p+p$ de alta energía a través de la reacción CEX

Se reportan los resultados de simulaciones realizadas para evaluar la viabilidad de la identificación y la caracterización cinemática de $\bar{n}$ a través de la interacción hadrónica de intercambio de carga (CEX) $n+\bar{n}\rightarrow p+\bar{p}$. Los $n$ blanco son aquellos que componen los núcleos de $Si$ de los que están hechos los dispositivos de seguimiento interno presentes en los experimentos del LHC. Se llevaron a cabo simulaciones de eventos $p+p$ en PYTHIA para diferentes valores de $\sqrt{s_{NN}}$ con el fin de investigar las energías esperadas de los $\bar{n}$ y las posibles fuentes de fondo. Estas simulaciones produjeron espectros de energía monótonamente decrecientes, con un máximo promedio de energía cinética $E_k \approx 1$ GeV. Con esta información se realizaron dos tipos de simulaciones en GEANT4, colocando una fuente puntual de $\bar{n}$ en el vértice primario. La primera consideró una energía cinética fija, $E_k = 1$ GeV, como una primera aproximación para desarrollar un protocolo de reconstrucción cinemática y de identificación del $\bar{n}$, que se aplicó en la segunda simulación donde se utiliza un espectro de energía que se asemeja más a la predicción de PYTHIA. En ambas simulaciones la aparición de interacciones CEX se identificó mediante el único $\bar{p}$ producido. La simulación simplificada permitió estimar una eficiencia de identificación del $\bar{n}$ del 0.11\%. La identificación del $p$-CEX se complica por la presencia de protones provenientes de la fragmentación del núcleo de $Si$. Las correlaciones de momento entre el $\bar{n}$ y los pares $\bar{p}-p$ identificados mostraron que la mejor identificación del $p$-CEX y la reconstrucción cinemática del $\bar{n}$ corresponden a eventos con una pérdida de momento mínima, y que el uso de la señal $dE/dx$ las mejora. El protocolo final aplicado a la simulación más realista dio como resultado una eficiencia de reconstrucción cinemática del 0.008\%. Se agradece apoyo CONACYT CF-2019/2042.

Towards a local and compositional notion of measurement in quantum field theory

It is widely acknowledged that a notion of measurement in quantum field theory satisfying spacetime locality and compositionality is still lacking. We consider an approach to the problem that is based on the one hand on the positive formalism, an axiomatic framework, where it is clear from the outset that we satisfy locality and compositionality, while also having a consistent probabilistic interpretation. On the other hand, the approach is based on standard tools from quantum field theory, in particular the path integral and notably the Schwinger-Keldysh formalism. After an overview of the conceptual foundations we discuss first concrete results for point-like quadratic observables and their joint expectation values. We also show how renormalization is implemented in a way compatible with compositionality. We discuss the relation to other recent approaches in the literature.

Campos de gauge en la red y homotopía

Presentamos una colección de resultados que relacionan los campos de gauge en el continuo con los campos de gauge en la red. El resultado inicial es que al completar los G-campos de gauge en la red con un conjunto discreto de datos de naturaleza homotópica, se puede extraer la estructura de un G-haz principal a partir del campo de gauge en la red, como pasa en el continuo. Este tipo de campos en la red aumentado con datos homotópicos permite calcular la carga topológica de un campo de manera exacta. Presentamos simulaciones calculando la susceptibilidad topológica en un modelo sencillo. Resolvemos el problema de engrosamiento para este tipo de campos de gauge al reformularlo en términos de una estructura algebraica diseñada para resolver el problema local a global en homotopía de dimensión alta.

Evidencia de dispersión dura dos a dos a partir de la sección eficaz de producción de jets

Los experimentos de colisiones en grandes aceleradores de hadrones son una de las mayores herramientas en el estudio del modelo estándar. Sin embargo, un dato fundamental que continúa siendo extremadamente difícil de extraer de la interacción es el número de partones involucrados en cada dispersión. La función de Tsallis es usada comúnmente para ajustar los datos experimentales de sección eficaz con respecto al momento transversal $P_T$. Esto es debido a que puede describir la forma de la distribución con respecto a un amplio rango de $P_T$ con sólo tres parámetros, es continua, suave en todo su rango y tiene una forma general de ley de potencias. Sin embargo, hasta el momento, no está claro si existe un proceso físico del cual pueda derivarse la función de Tsallis y que explique la precisión con la que describe los datos de sección eficaz y producción de jets. El objetivo principal de este trabajo es comprobar si existe una manera de obtener un significado físico de los parámetros de la función de Tsallis que se relacione con el número de partones participantes en cada dispersión. Para ello, se analizaron datos de sección eficaz de jets producidos en colisiones $pp$ y $p\bar{p}$. El análisis consiste en el ajuste a una ley de potencias deducida a partir de un modelo de dispersión dura de partones en QCD, del cual se puede extraer el parámetro $n$. La variable $n$ es proporcional al número de participantes en la dispersión. Según la bibliografía, si $n \sim$ 4.5, se considera evidencia de que el proceso dominante es dos a dos. Se encontró al final del análisis el valor promedio $n \ = 5.1 \pm 0.4 $. Además, se compararon los resultados de $n$ obtenidos con respecto al radio $R$ utilizado en los algoritmos de identificación de jets. Con este trabajo se incrementó significativamente la estadística de datos previamente analizados en las referencias principales, y se presenta por primera vez el estudio de la dependencia del parámetro $n$ con respecto al radio $R$.

Supersimetría dividida y finitud en el modelo de triunificación

El método de 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, teniendo implicaciones importantes en las predicciones como son los posibles candidatos a materia oscura. Entonces, se utilizan las ideas y constricciones de este mecanismo para el rompimiento de supersimetría dentro de un modelo finito de gran unificación, en particular en el modelo $SU(3)_c×SU(3)_L×SU(3)_R$ motivado por un escenario de rompimiento por efectos de la anomalía conforme. Analizando así el efecto de implementar este mecanismo para el rompimiento de supersimetría y a su vez 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 y sobre la predicción de la masa del escalar de Higgs.

Simulaciones tipo Monte Carlo para la obtención de observables físicas en las correcciones radiativas de los decaimientos semileptónicos

En este trabajo se determinan expresiones analíticas para las correcciones radiativas de la razón diferencial de decaimiento del proceso semileptónico que involucra a un kaón decayendo a un pión neutro y a un par leptónico, la razón diferencial se deja a nivel gráfica de Dalitz, esto es, dependiente de las energías del pión y del leptón, además de estas variables libres el resultado final depende de constantes como el elemento de la matriz de CKM y los factores de forma del vértice débil de interacción que da lugar al decaimiento y que que es objetivo de este trabajo determinar. Posteriormente se integra sobre las energías del pión y del leptón, esta integración se efectúa de manera analítica y numérica para tener un cotejo y verificar los resultados analíticos. Obtenidos estos resultados se construye la polarización transversal del muón, la cual es una observable física cuyo valor experimental se encuentra reportado a un alto grado de precisión en la literatura. Con los resultados obtenidos completamente analíticos y los resultados experimentales para la polarización transversal se efectúan simulaciones tipo Monte Carlo para conectar los números obtenidos con las fórmulas de los cálculos y los números experimentales, para ello se utiliza un programa escrito en Python de tal manera que las simulaciones hacen evaluaciones numéricas dando diferentes valores a las masas de las partículas involucradas y al valor experimental de la polarización transversal dentro de sus respectivos intervalos de incertidumbre y así ajustar el valor de los factores de forma que mejor acerquen el resultado teórico con el experimental, de manera explícita, esto se hace construyendo una función de prueba mediante la función de distribución chi- cuadrada con la cual el programa busca un mínimo local y de esta manera se determina el valor de los factores de forma a un alto grado de precisión, ya que la simulación Monte Carlo trabaja con iteraciones a una muy elevada estadística.

Caracterizando los Momentos Dipolares del Leptón Tau en la Aniquilación de Leptón-Antileptón a través de $\ell \bar{\ell} \rightarrow Z' \rightarrow \tau \gamma [\bar{e}, \bar{\mu}]$

En este artículo, se investiga el proceso de colisión de leptón-antileptón ($\ell \bar{\ell}$) con la producción subsecuente de un bosón $Z'$ que decae en un leptón tau ($\tau$), un fotón ($\gamma$), y un antileptón, con la posibilidad de que el antileptón sea un positrón ($\bar{e}$) o un antimuón ($\bar{\mu}$). El proceso se realiza en el contexto del cambio de sabor utilizando el bosón $Z'$. El objetivo principal es obtener resultados numéricos a partir de este proceso y utilizarlos para establecer cotas en los momentos dipolares magnético y eléctrico del leptón tau. El estudio se enfoca en diferentes aspectos, incluyendo la dependencia de la sección eficaz ($\sigma$) con la energía de colisión ($\sqrt{s}$). Se realizan cálculos y simulaciones para obtener los resultados numéricos correspondientes. Estos resultados se utilizan para establecer cotas superiores en los momentos dipolares magnético y eléctrico del leptón tau, lo que proporciona información importante sobre las propiedades electromagnéticas de esta partícula fundamental.

Joint Institute for Nuclear Research: Multidisciplinary Complex of Large Research Infrastructures

The Joint Institute for Nuclear Research (JINR), www.jinr.ru, is an international intergovernmental organization, established in 1956 under the provisions of an intergovernmental agreement to integrate efforts, scientific and material potential of the Member States in the pursuit of studies of basic properties of matter, specifically, particle physics, nuclear physics, condensed matter physics, high energy physics, as well as radiation research in life sciences and related applied research in selected areas of science and technology. Today JINR unites 16 Member states, 5 Associated Member countries, as well as 2 states with established mechanism for coordination of cooperation at governmental level. The overall JINR partnership network includes about 1000 research centres and universities in about 70 countries around the world. JINR develops several large research infrastructure facilities: a complex of super-conducting accelerators with high-intensity heavy ion beams – NICA collider; DRIBS cyclotron complex, including the world’s first Factory of Super-Heavy Elements; IBR-2M research pulsed reactor equipped with a set of spectrometers; BAIKAL-GVD deep-underwater neutrino telescope exceeding efficient volume of 0.5 km3 in lake Baikal; a heterogeneous computing centre with GRID Tier-1 centre, a supercomputer and a cloud computer infrastructure, instrumentation for radiation biology research and nanotechnologies. An overview of the current status and strategy of development of JINR research complex and research programme, as well as available cooperation opportunities, will be presented.

Obtención de la ecuación de Pauli a partir de la ecuación de Dirac

En este póster se lleva a cabo la reducción no relativista a la ecuación de Dirac de una partícula libre para obtener la ecuación de Pauli en su forma estándar. En el póster se muestra el desarrollo paso por paso para llegar a la ecuación deseada.

Estudio de las fluctuaciones iniciales del estado en las colisiones pp y pPb

Las colisiones de iones pesados crean un entorno caracterizado por una densidad de energía y una temperatura extremadamente altas, lo que lleva a la formación de un estado de materia desconfinado conocido como plasma de quarks-gluones (QGP), donde los quarks y los gluones se mueven libremente. Recientemente, también se han observado efectos colectivos en colisiones de protones-protones (pp), específicamente en eventos con una alta tasa de producción de partículas. Para obtener más información sobre los orígenes de estos efectos colectivos, el estado térmico generado por tales colisiones se investiga utilizando sondas blandas. Este estudio se centra en el análisis de las fluctuaciones térmicas del estado inicial en las colisiones que involucran sistemas de protón-protón (pp), protón-plomo ($pPb$) y plomo-plomo ($PbPb$) a las energías del Gran Colisionador de Hadrones (LHC). El objetivo es examinar el estado formado durante los eventos de alta multiplicidad en estos sistemas y explorar si corresponde al plasma de quarks-gluones. El análisis incluye el estudio de las fluctuaciones asociadas con el estado inicial, como las variaciones en el espectro de multiplicidad. Esta investigación permite el examen de la temperatura, la densidad de energía y la caracterización de las especies, tanto a nivel local como global, para cada evento de colisión. El análisis se lleva a cabo utilizando el modelo de percolación de cadenas de color (SPM), que propone fluctuaciones transversales de impulso. Los resultados obtenidos se comparan con la distribución de Tsallis, conocida por su exitosa representación de espectros de momento transversal tanto en colisiones de pp como en colisiones de iones pesados

Determinación de la luminosidad en colisiones protón-protón a 13 TeV del año 2017 y 2018 en el experimento CMS

La luminosidad es una de las cantidades más importante en los experimentos de colisión de partículas, en la física de altas energías. El CMS en el LHC cuenta con diferentes detectores llamados luminómetros que se encargan de medir la luminosidad, ya sea en tiempo real, para conocer el funcionamiento del colisionador, como a lo largo de un periodo de tiempo, para obtener la luminosidad integrada y calcular la sección eficaz. Una correcta medición de la luminosidad brinda una retroalimentación sobre el rendimiento y desempeño del colisionador. Además es una cantidad relacionada con el número de colisiones por segundo que ocurren durante un experimento. Por lo tanto, una medición adecuada de la luminosidad es esencial para determinar la calidad de los datos recolectados y su relevancia científica. En este trabajo se presentará una medida de la luminosidad en colisiones protón-protón a 13 TeV de los año 2017 y 2018, utilizando los detectores HFET, BCM1F, PLT y PCC

Producción de Upsilon(1S) en jets: errores sistemáticos asociados a la extracción de la señal

La Cromodinámica Cuántica, se encarga de describir a la materia ordinaria en un estado hadrónico que se encuentra a bajos niveles de energía y densidad. Sin embargo, al elevar significativamente estos niveles se produce una liberación de quarks y gluones dando lugar a otro estado de la materia conocido como Plasma de quarks y gluones (PQG). Se cree que este estado estuvo presente en el universo primigenio debido a las condiciones tan extremas que existían, por lo que su estudio es indispensable para la investigación de la nucleosíntesis primordial que es responsable de todos aquellos elementos que no se formaron en el interior de estrellas. Para poder estudiar el PQG que se crea en colisiones nucleares (A-A) ultrarelativistas, primero debemos hacer un estudio en colisiones protón-protón (pp). De esta forma la cantidad de partículas generadas en eventos A-A es comparada con la que se produce en eventos pp, con lo cual se puede cuantificar la existencia de algún tipo de modificación en la producción de dicha partícula, revelando así la presencia del PQG. En este trabajo se hace un cálculo detallado de los errores sistemáticos en la extracción de la señal para la Upsilon (1S) que se produce en jets en colisiones pp a 5.02 TeV en el experimento CMS del LHC.

Neutrinos Classification Through Deep Learning Architectures amid the Hyper-Kamiokande Project Development

Neutrinos are a type of elemental particle that are characterized by the fact that their mass is really small and that they have no electric charge, moreover, they can be classified as one of three kinds and show a particular behavior called oscillation in which they can show characteristics common to other type of neutrino. All these characteristics make neutrinos one of the most studied particles nowadays, since the information we can obtain from its study allows us to confront elementary particle unification theories and the mysteries of the Universe’s evolution. Thus, it is not surprising that these particles are the main study of several projects around the world, one of these projects is the Hyper-Kamiokande, which is an international collaboration to develop and/or improve the hardware and software needed to detect neutrinos and study them employing a Water Cherenkov detector. The proper study of neutrinos requires that after an event we are capable of knowing which particles were detected, thus, it is needed an appropriate method to classify neutrinos based on the Cherenkov radiation pattern they leave as they pass through the detector. Hence, we propose a project with the objective of improving the classification of different types of neutrinos by employing deep learning architectures based on Convolutional Neural Networks (CNNs), which are VGG19, Resnet50, Pointnet and Vision Transformer. To test the architectures, we will use simulated data located in the Data Analysis and Supercomputing Center or CADS, by its name in Spanish, part of Universidad de Guadalajara (UdeG), which were obtained through a software called WCSim, these files range from 9 thousand to 3 million events each and are presented as h5 files. After testing the architectures, we compute different evaluation metrics and the loss of the model, to compare the results of applying the deep learning models among themselves and with the ones found in the state of art.

Fijación de Norma No Lineal para la Teoría Electrodébil

En el Modelo Estándar de partículas elementales, las normas no lineales permiten eliminar una gran cantidad de vértices no físicos, los cuales siempre surgen en la norma lineal, dicha eliminación reduce considerablemente la cantidad de diagramas de lazo en procesos fenomenológicos. En este trabajo se propone revisar el procedimiento de fijación de una norma no lineal para la teoría electrodébil de acuerdo a la simetría BRST y covariancia ante el grupo electromagnético. Con esto, se busca obtener el correspondiente conjunto de reglas de Feynman con signos consistentes, es decir, a partir de convenciones congruentes con el resto de los sectores del Modelo Estándar, como por ejemplo la derivada covariante y los tensores de esfuerzo. Usualmente las convenciones involucradas suelen diferir en la literatura, e incluso, en múltiples casos, conducir a errores de cálculo en correcciones radiativas debido a inconsistencias entre los diferentes sectores del Modelo Estándar.

Algoritmos de Clasificacion dentro de la Fisica de particulas

Dentro del ámbito de la Física de Partículas, se ha vuelto cada vez más común incorporar algoritmos de automatización debido a la enorme cantidad de datos generados en diversos experimentos en todo el mundo. Estos experimentos involucran el manejo de una gran cantidad de variables y parámetros, lo cual dificulta que una persona, armada únicamente con lápiz y libreta, pueda descubrir todos los mensajes que estos datos nos quieren transmitir. Con el fin de desvelar estos secretos ocultos, se busca aprovechar las herramientas computacionales proporcionadas por la ciencia de datos. En nuestro caso, nos enfocamos en la búsqueda de patrones de decaimiento en las colisiones de partículas. En estas colisiones, se manejan escalas de tiempo muy pequeñas pero altamente caóticas, generando así una masa de información que, a simple vista, puede no parecer tener una relación clara. Sin embargo, gracias al poder computacional actual, podemos descubrir y reconocer estos patrones, así como clasificarlos utilizando diferentes métodos, como la regresión logística, las máquinas de vectores de soporte y los árboles de decisión. Es importante destacar que estos métodos nos permiten abordar los desafíos inherentes a la gran cantidad de datos y la complejidad de las colisiones de partículas. La regresión logística es un modelo basado en teoría de probabilidad que se ajusta a la naturaleza del problema, mientras que las máquinas de vectores de soporte nos permiten encontrar el mejor rendimiento entre un conjunto de máquinas. Por otro lado, los árboles de decisión ofrecen una representación visual de las relaciones entre las variables. Al aplicar estas técnicas y utilizar conjuntos de datos seleccionados, podemos entrenar y construir los clasificadores necesarios. Además, es fundamental contar con métricas de rendimiento para evaluar cada clasificador.

Contribuciones del axión a los momentos dipolares eléctrico y magnético del muón

Este trabajo presenta nuevas contribuciones del axión a los momentos dipolares eléctrico y magnético del muón, y compara dichas contribuciones con cantidades experimentales como la discrepancia del valor teórico y experimental del momento dipolar magnético del muón, el valor teórico del momento dipolar eléctrico del muón, y la cota experimental del momento dipolar eléctrico del muón, al final se presentan conclusiones importantes y relevantes con respecto a los ordenes de magnitud de las contribuciones.

Simulacion de Detector de Materia Oscura en GEANT4

Nuestro universo contiene tantos misterios que hasta el día de hoy no se les ha encontrado una justificación precisa, manteniendo los conceptos en meras hipótesis y asumpciones, uno de estos es el misterio de la Materia Oscura. La materia oscura como objeto se puede definir como algo que no interacciona con el campo electromagnético, es decir, que existe más no se puede ver. Por supuesto, esta ”definición” no es de ninguna manera una definición ideal, ¿A que se refiere que no interactúa con el campo electromagnético?, ¿como es posible que sepamos de su existencia si no es visible, ni es absorbida por materiales, ni tampoco es reflejado?. Para responder estas preguntas analizamos nuestros candidatos a materia oscura a lo largo de este proyecto, llegando a la conclusión de que el candidato más viable y/o posible son los WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles). Partículas pesadas, masivas, no relativistas y electromagnéticamente neutras. En este proyecto simulamos un detector de materia oscura en GEANT4, confinado en las profundidades de una mina para evitar el ruido radiacional externo tales como los rayos cósmicos. El detector es de fase doble con gas y líquido xenon, rodeado con una capa de agua, en donde el WIMP incide en el líquido xenon, ionizando el núcleo, esta ionización se verá detectada por un PTM en la parte interior en forma de centelleo, y al momento del electrón subir a la parte gaseosa otro PTM marcará otro centelleo. Los datos se analizarán de igual manera. En la simulación es visible el laboratorio (muebles, y puerta para darle más realismo), y en el centro el detector. Podemos ver la incidencia y consecuencia de esta.

Simulación de un detector de muones de bajo momento transverso para la actualización de ALICE en condiciones de alta luminosidad del LHC

El estudio de los plásticos centelladores es de vital importancia en las áreas de física de altas energías y astro partículas, ya que desempeñan un papel fundamental en la construcción de detectores de partículas para grandes experimentos como LHC. Comprender a fondo las propiedades de estos plásticos nos permitiría mejorar significativamente las características que estos detectores ofrecen, incluyendo la resolución temporal y otras capacidades cruciales. En el presente trabajo, se reportan los resultados de una simulación en la que los plásticos centelladores son sometidos a muones de bajo momento utilizando el software Geant4. En dicha simulación, se tiene interés particular en la energía depositada por los muones, la longitud de onda, la energía y el tiempo de vuelo de los fotones de centelleo. El objetivo de esta simulación es optimizar el diseño de un detector de muones que forma parte de la actualización del detector ALICE para la toma de datos de alta luminosidad del LHC.

El mecanismo SeeSaw Inverso como explicación a la descripción de la masa del neutrino

El Modelo Estándar (SM) de física de partículas ha sido probado y confirmado experimentalmente. Sin embargo, el SM fue propuesto sin considerar la masa del neutrino, pero los experimentos Super-Kamiokande y SNO confirmaron que los neutrinos oscilan, lo cual implica que los neutrinos son masivos debido a que la fase de oscilación es proporcional a las diferencias de masas de los neutrinos. Por otro lado, debido a la pequeñez de la masa del neutrino y su diferencia con la masa de los demás fermiones, se espera que su masa se genere por medio de otro mecanismo distinto al mecanismo de Higgs. Se han propuesto diferentes mecanismos alternativos como el mecanismo SeeSaw tipo I (SS) o el SeeSaw Inverso (ISS). En este trabajo, se estudian el mecanismo ISS para la generación de la masa del neutrino. Se toma como punto de partida el mecanismo SS y se comparan ambos mecanismos y los nuevos grados de libertad que surgen en cada uno.

Descripción de la masa de los neutrinos usando el mecanismo SeeSaw Lineal

El Modelo Estándar (SM) de Física de Partículas, probado y confirmado experimentalmente, considera la masa del neutrino nula. Sin embargo, los experimentos Super-Kamiokande y SNO confirmaron que los neutrinos oscilan, lo cual implica que los neutrinos son masivos ya que la fase de oscilación es proporcional a las diferencias de masas sus masas. Teóricamente, ya que la diferencia de las masas de los neutrinos (muy pequeñas) respecto de las demás de los demás fermiones es grande, se espera que su masa se genere por medio de otro mecanismo, diferente al mecanismo de Higgs. Por ello, se han propuesto diferentes mecanismos alternativos como el mecanismo SeeSaw tipo I (SS) o el SeeSaw Lineal (LSS). En este trabajo, se estudian el mecanismo LSS para la generación de la masa del neutrino. Se toma como punto de partida el mecanismo SS y se comparan ambos mecanismos y los nuevos grados de libertad que surgen en cada uno.

Construcción y análisis de extensiones del Modelo Estándar con un sector de Higgs extendido usando Feynrules y MicrOmegas

En este trabajo se presenta la metodología para la construcción y el análisis de dos extensiones del Modelo Estándar de la Física de Partículas (SM), considerando un sector de Higgs extendido: 1) Modelo Escalar con N-dobletes (N=1,…,4) (NS-SM) y 2) Modelo Estándar extendido con 2 singletes escalares y dos singletes fermiónicos (SM) (2SF-SM). Para ello, usaremos el software especializado Feyrules. Además, para cada modelo, consideraremos al menos un candidato de Materia Oscura (DM) (escalar o fermiónico) y realizaremos las pruebas de este en el software MicrOmegas.

Cálculo y análisis de las razones de ramificación del bosón de Higgs tipo Modelo Estándar en el contexto del 2HDM-III: una versión actualizada

En este trabajo de tesis se calcula las razones de ramificación del bosón de Higgs tipo Modelo Estándar a pares de fermiones, esto en el contexto de Modelo Estándar con dos Dobletes de Higgs tipo III (2HDM-III) con textura de cuatro ceros. Los cálculos contemplan la recreación del cálculo BR($h→f_i f ̅_j$) considerando las restricciones teóricas y experimentales actuales, así como el cálculo de razones de ramificación aún no calculadas.

Análisis de la dispersión de Materia Oscura en el modelo 2S2F-SM

Observaciones astrofísicas como cosmológicas confirman 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 débil-mente interactuantes (WIMPs). Para su búsqueda se utilizan tanto métodos directos e indirectos. En este trabajo nos enfocamos en el estudio de la detección directa de materia oscura, para ello, revisamos las generalidades de los experimentos de detección di-recta e identificamos las condiciones físicas y teóricas que propician la interacción de materia oscura con el núcleo. En particular, consideramos el Modelo Estándar extendido con 2 singletes escalares y 2 singletes fermiónicos (2S2F-SM).

Decaimiento de Higgs con cambio de sabor

El modelo estándar es una Teoría Cuántica de Campos que estudia las partículas elementales y fue validada gracias al descubrimiento del Bosón de Higgs en el 2012. Sin embargo, se han propuesto teorías que extienden el sector de Higgs a más dobletes para dar respuesta a ciertas consideraciones que el Modelo Estándar no ha podido aclarar y que den luz a una nueva física. Todas las extensiones del Modelo Estándar predicen la existencia de nuevos bosones de Higgs, los cuales inducen el cambio de sabor leptónico a nivel de árbol. En este trabajo se propone estudiar un lagrangiano efectivo dentro del sector leptónico de Yukawa involucrando acoplamientos de nuevas partículas escalares. De este lagrangiano se deriva una regla de Feynman que nos permite acoplar un campo escalar entre leptones cargados con cambio se sabor. El vértice es general y las entradas de matriz del acoplamiento se determinan de los momentos dipolares magnéticos y eléctricos de los leptones cargados bajo las cotas experimentales del PDG. Nuestro estudio de interés son los efectos de violación del sabor leptónico mediado por el decaimiento del Higgs a nivel de un lazo con cambio de sabor (H→l_i l_j) y el proceso de transición de l_j→l_i γ, así como de las propiedades de los leptones cargados. Además, se pretende hacer un estudio teórico y numérico del decaimiento del bosón de Higgs a nivel de un lazo con cambio de sabor en los leptones cargados. Los procesos de interés se han desarrollado bajo el formalismo de Feynman y el método de Passarino-Veltman. Para desarrollar los cálculos, se emplearon los programas de Package-X y Feyncalc para calcular álgebras, así como las integrales de lazo. Se ha demostrado que las amplitudes invariantes de los procesos son finitas, permitiendo desarrollar el problema. Finalmente, se han encontraron cotas para los parámetros del acoplamiento mencionado, para la anchura de decaimiento y para la fracción de decaimiento de los distintos procesos de decaimiento del Higgs.

Selección de eventos difractivos con ALICE

El experimento ALICE fue diseñado para estudiar las colisiones entre iones pesados en el LHC del CERN, con el principal propósito de investigar el plasma de quarks y gluones que se espera recrear a densidades muy altas de energía y temperatura. Durante la primera pausa del LHC, se llevó a cabo una actualización en el sistema de disparo de ALICE para mejorar su eficiencia en la recolección de procesos inelásticosy difractivos producidos en colisiones protón+protón. Esta actualización se logró mediante la incorporación del detector AD (Alice Diffractive) . Las secciones transversales de los procesos inelásticos y difractivos en colisiones protón-protón son observables fundamentales para caracterizar las propiedades globales de las interacciones en este tipo de colisiones, lo que las convierte en un tema de interés constante en la investigación en física de partículas. En este trabajo se muestra una técnica para seleccionar eventos difractivos con los detectores frontales del experimento ALICE-LHC del CERN.

Gases Ecológicos y Detectores RPCs

Las Cámaras de Placas Resistivas (Resistive Plate Chambers RPCs) son detectores de partículas con una buena resolución espacial y temporal, en su forma más simple están constituidos por dos placas paralelas -altamente resistivas- que contienen un volumen de gas. Una mezcla común para la operación de los RPCs contiene los gases: Tetrafluoroetano o R134a (C2H2F4), Hexafluoruro de azufre (SF6) e Isobutano (C4H10). El R134a y el SF6 son gases de efecto invernadero, tienen efectos similares al C02, pero mayores. Diferentes grupos -que incluyen los grandes experimentos en el CERN- se encuentran estudiando sustitutos que incluyen gases ecológicos para la operación eficiente de detectores gaseosos. En este trabajo se presentan algunos de los estudios realizados con diferentes gases, sus beneficios y sus limitaciones

Simulación de iRPCs en el Experimento CMS del LHC del CERN

En la fase de Alta Luminosidad del Gran Colisionador de Hadrones (High Luminosity Large Hadron Collider) se espera alcanzar un pico de luminosidad de hasta ($7.5\times 10^{34} cm^{-2}s^{-1}$). La alta luminosidad incrementará la probabilidad de detección de nueva física y permitirá mejorar la precisión de medidas dentro del Modelo Estándar. Sin embargo, el incremento en el número de colisiones representa un gran reto para el buen funcionamiento de los detectores. Para preparar el detector de CMS para la fase de alta luminosidad se han planeado y desarrollado diferentes mejoras. Dentro de ellas se encuentra la implementación de dos estaciones en el detector de muones, llamadas RE3/1 y RE4/1, equipadas con iRPCs (improved Resistive Plate Chambers). En este trabajo se presenta un análisis de la simulación del impacto de la radiación en los detectores iRPCs del sistema de muones, a través del paquete Geant4 (GEometry ANd Tracking) desarrollado en el CERN. Estos estudios son cruciales para analizar los efectos sobre su funcionamiento y para el diseño de nuevos detectores más robustos ante ambientes hostiles de radiación.

Estudio de nuevos potenciales de Higgs y nuevos acoplamientos

Este trabajo se enfoca en el estudio de un potencial de Higgs con dos dobletes, explorando sus efectos e implicaciones. Este nuevo modelo teórico conlleva la existencia de nuevos acoplamientos y posiblemente de nuevos bosones escalares. Se presta especial atención a los auto-acoplamientos, en particular, las interacciones entre los bosones escalares que involucran tres o cuatro partículas. Se lleva a cabo un estudio de las anchuras de decaimiento para determinar el espacio de parámetros del modelo propuesto. Se realiza una comparación con el Modelo Estándar con el fin de obtener resultados consistentes con las observaciones experimentales actuales y brindar posibles puntos de partida para futuras investigaciones y experimentos en el campo de la física de partículas. Los resultados numéricos obtenidos son de gran importancia, ya que podrían ser puestos a prueba en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en los próximos años.

Implicaciones del descubrimiento del Odderon

La cromodinámica cuántica predice que los gluones pueden interaccionar con ellos mismos y formar estados ligados únicamente de gluones. A estos estados se les conoce con el nombre de glubolas (glueballs). Estos estados son parte de los llamados hadrones exóticos y por lo mismo se encuentran fuera del modelo convencional de quarks. Se considera que su existencia o no existencia tendrá un profundo impacto en la comprensión de la interacción fuerte. En este trabajo se analizan las implicaciones del reciente descubrimiento del Odderon.

Produccion exclusiva y semiexclusiva de sistema de pares $q\bar{q}$ en colisiones ultraperifericas

Recientemente, el LHC ha elevado la energía de sus haces de protones a 6.5 TeV (2015-2018) y 6.8 TeV (2022, 2023), así como la de núcleos ionizados de plomo a 2.56 TeV, permitiendo la exploración de procesos fotoinducidos que ocurren en colisiones ultraperiféricas, un aspecto crucial de esto es el flujo de fotones asociado, ya sea al protón o al núcleo de plomo, que depende de la energía del haz y se modela con la técnica de Equivalent Photon Approximation (EPA). Utilizando los paquetes de simulación Pythia8 y Madgraph, se realizo un estudio de la fotoproducción de pares de quark y antiquark, específicamente en el caso del quark top. En particular, hacerse con las limitaciones de energía del centro de masa para cada configuración de flujo de fotones y se desarrolló una selección de eventos con las condiciones adecuadas para las fases recientes de operación del LHC.

Correcciones a nivel de un lazo a los acoplamientos de un axión

Los axiones son partículas hipotéticas muy ligeras que fueron propuestos por Peccei y Quinn para resolver el problema de la violación de $CP$ en la interacción fuerte. De acuerdo a Peccei y Quinn, los axiones se originan como bosones de Goldstone que surgen del rompimiento de una simetría global $U(1)$. Aunque estas partículas serían muy ligeras y han sido descartadas por diversas mediciones experimentales, existen varios modelos de nueva física que proponen la existencia de partículas de tipo axión que podrían tener masas de unos cuantos GeV y que a nivel de árbol se acoplan a pares de fotones, pares de gluones y pares de fermiones. En este trabajo se presenta el cálculo de las correcciones a nivel de un lazo a los acoplamientos de partículas del modelo estándar a una partícula de tipo axión $a$, tales como $aZZ$, $aWW$, $aZ\gamma$, etc., los cuales pueden estar ausentes a nivel de árbol y por lo tanto serían de gran utilidad para el estudio de la fenomenología de este tipo de partículas.

Dispersión de luz por luz $\gamma\gamma\to \gamma\gamma$ en teorías de nueva física

Mediante el uso del flujo de fotones emitidos en la radiación de iones pesados acelerados, la colaboración ATLAS del colisionador de protones LHC del CERN reportó las primeras mediciones experimentales del proceso de dispersión de luz por luz $\gamma\gamma\to \gamma\gamma$, las cuales se encuentran en concordancia con la predicción teórica del modelo estándar de las interacciones de las partículas elementales de Weinberg-Glashow. Estas mediciones además de ser indirectas se realizaron a energías del orden de 10 GeV. El proceso de dispersión de luz por luz $\gamma\gamma\to \gamma\gamma$ es muy interesante ya que está ausente en electrodinámica clásica y es una predicción pura de la teoría cuántica de campos, en donde se induce a nivel de un lazo mediante la contribución de partículas cargadas eléctricamente. En este trabajo se realiza un análisis de las contribuciones de diversas teorías de nueva física a este proceso, en particular de teorías que predicen nuevos escalares o bosones de norma con carga eléctrica doble, así como leptoquarks y quarks exóticos con cargas $4/3 e$ y $5/3e$, que dan una contribución considerable a este proceso energías muy altas. Este tipo de contribuciones podrían estar al alcance de medición experimental en el futuro colisionador lineal $e^-e^+$ operando en el modo $\gamma\gamma$, el cual podría alcanzar energías de unos cientos de GeV.

Contribución a nivel de un lazo del vértice $HZZ$ a los momentos dipolares débiles eléctrico y magnético de un fermión

Recientemente la colaboración CMS del colisionador de protones LHC del CERN reportó las primeras mediciones del acoplamiento de un bosón de Higgs $H$ virtual a un par de bosones de norma $Z$ reales $H^*ZZ$. Esto ha motivado diversas investigaciones sobre el cálculo analítico de las correcciones a nivel de un lazo al vértice $HZZ$, con una o más partículas virtuales, con el fin de determinar con precisión la predicción del modelo estándar de las interacciones de las partículas elementales de Weinberg-Glashow-Salam, así como las de otras teorías de nueva física. En este trabajo se realiza el cálculo analítico por medio de parametrización de Feynman de las contribuciones del vértice $HZZ$ a los momentos dipolares débiles magnético y eléctrico de un fermión cargado eléctricamente $f$, que se obtienen de la función vértice $f\bar{f}Z$. Este cálculo no se ha reportado anteriormente en la literatura y tiene importancia porque existen cotas experimentales para los momentos dipolares débiles de los fermiones más pesados: los quarks top y bottom y el leptón tau.

Tomografía por emisión de positrones: una aplicación de la física de partículas

En este trabajo presentamos los resultados de una investigación sobre la tomografía por emisión de positrones (PET), una herramienta de la medicina nuclear que puede ser utilizada para obtener imágenes de la funcionalidad de algún órgano o tejido y para detectar de manera temprana algunas enfermedades, como cancer o Alzheimer. Esta técnica de imagenología constituye una aplicación de la física de partículas. Por medio de aceleradores de partículas se obtiene un radioisótopo; este se incorpora a la molécula trazadora que sea conveniente emplear en el estudio especico a realizar (por ejemplo glucosa, una proteína o una hormona). La sustancia entonces se introduce al paciente, generalmente por vía intravenosa. El radiosótopo se acumula en regiones específicas del órgano a estudiar, caracterizadas por un metabolismo más activo. Una serie de fotosensores colocados alrededor del paciente detectan la emisión de fotones de rayos gamma; estos fotones son resultado de la rápida colisión de los positrones provenientes del decaimiento de la sustancia radioactiva, con los electrones del tejido del órgano estudiado. Gracias a esta técnica se pueden detectar cambios a nivel celular y hacer una detección temprana de ciertas enfermedades, en ocasiones aún antes de que la patología sea detectable por otras técnicas. Nuestro objetivo en este trabajo es revisar los principios físicos en los cuales se apoya la técnica, y estudiar la instrumentación que la técnica emplea. Además hacemos una revisión, con la información a nuestro alcance, de la presencia actual de la técnica en México. Mientras que los estudiantes de la carrera de Física están expuestos de manera natural a las ideas subyacentes a la técnica, revisar en detalle esta técnica constituye una oportunidad para que estudiantes de otras carreras se familiaricen con conceptos fundamentales de la física de partículas, que no tocan en las materias de su plan de estudios.

Implementación de métodos de aprendizaje profundo en el análisis del Higgs a dos b-jets usando datos de acceso público del CERN

El bosón de Higgs es el descubrimiento más importante en la física de partículas de los últimos años. Desde su descubrimiento (2012) hasta el día de hoy se siguen recolectando datos para medir sus propiedades con mayor precisión. El decaimiento del bosón de Higgs a un par de quarks b (b-jets) es uno de los modos de detección más importantes ya que su sección eficaz (probabilidad de producción) es la más alta, sin embargo el ruido proveniente de procesos QCD es sustancial, lo anterior representa un reto desde el punto de vista experimental. En los últimos años se han propuesto algoritmos de aprendizaje profundo (deep learning) para optimizar la separación entre los procesos. En este estudio se explora el uso de modelos de redes neuronales para separar los procesos de señal (h->bb) y ruido (QCD), dichos modelos son entrenados con datos simulados de acceso público (CERN open data), se discuten los resultados y potenciales aplicaciones en estudios posteriores.

Estudio de la producción simple de quarks vectoriales T’ en CLIC

Para abordar los problemas de jerarquía y naturalidad del Modelo Estándar se han propuesto varias teorías que introducen la existencia de nuevos quarks pesados, cuyas componentes levógiras y dextrógiras se transforman de la misma manera bajo $SU(2) \times U(1)$. Estas partículas, denominadas quarks vectoriales, juegan un papel importante en la cancelación de las divergencias cuadráticas en la masa del bosón de Higgs y constituyen un canal prometedor de nueva física al no estar excluidos por los resultados experimentales actuales. La búsqueda de física más allá del Modelo Estándar se ha convertido en uno de los objetivos principales de los experimentos actuales de física de altas energías, así como de estudios fenomenológicos para evaluar el alcance de futuros aceleradores de partículas. En particular, los colisionadores de leptones son atractivos debido al conocimiento preciso de la energía del centro de masa, lo cual permite utilizar técnicas como la de $recoil \hspace{1.5mm} mass$ para reconstruir partículas sin importar la forma en la que decaen. En este trabajo se estudia la producción asociada de quarks vectoriales T’ con un quark top en el contexto del proyecto CLIC, un colisionador lineal electrón-positrón, en la fase de alta energía. Para el análisis se consideran únicamente eventos en los que el quark top decae de forma hadrónica y puede ser reconstruido como un único jet, asumiendo una luminosidad integrada de 5 ab$^{-1}$.

Desviaciones de la simetría $\mu-\tau$ en un escenario de mezcla cobimáxima

La matriz de mezcla de los neutrinos codifica el fenómeno de oscilación entre distintos sabores de neutrinos y está relacionada con la naturaleza masiva de los mismos. Los ángulos de mezcla de esta matriz se han podido determinar experimentalmente con buena precisión (menos del 10%). El valor actual de ángulo de mezcla atmosférico es cercano a 45° y las estimaciones de la fase de violación CP de Dirac sugieren el valor de 270°, también conocidos como valores maximales. Esta elección de valores posibles en la matriz de mezcla da lugar al patrón Co-bimáximo, el cual está relacionado con una simetría de reflexión en la matriz de masa de neutrinos. Sin embargo, aunque hay estimaciones de la fase de violación CP de Dirac, no hay posibilidad de acceder a las fases de Majorana en los experimentos de oscilaciones. En este trabajo se muestra que, al considerar neutrinos de Majorana, los valores de estas fases de CP rompen la simetría de reflexión en la matriz de masa, a pesar los valores maximales en el ángulo de mezcla atmosférico y en la fase de CP de Dirac. Se muestra que una simetría mu-tau aproximada puede ser considerada para la matriz de masas, en donde las desviaciones de dicho patrón se pueden relacionar indirectamente con las fases de Majorana para acotar sus valores posibles. Las regiones permitidas de las fases de Majorana se pueden asociar a regiones específicas del elemento Mee, del decaimiento doble beta sin neutrinos, y que se podría medir en futuros experimentos. Lo anterior, podría ser utilidad para confirmar o descartar dicho patrón de las masas y mezclas de los neutrinos.

Una Vuelta por los Mecanismos de Higgs

El mecanismo de Higgs, es uno de los posibles mecanismos dentro de la Física de partículas la cual produce una ruptura espontánea de simetría electro-débil dentro de la teoría de gauge invariante. Esto a su vez, dio paso a la teoría electrodébil, la cual señala la unificación de la fuerza electromagnética mediada por el fotón, que no tiene masa, y la fuerza débil mediada por los bosones vectoriales intermedios que tienen masa no nula. La acción del mecanismo, está dado en un modelo estándar que nos permitirá explicar cómo las partículas elementales adquieren masa a través de la interacción con el campo de Higgs. Para ello, analizaremos diferentes acciones; gravitatorias, electro-débil, fundamentales, residuales entre las relaciones de masa-energía de una partícula en relación a un espín. Ya sea, enteros o semi-enteros (En este caso, los fermiones 1/2 y/o bosones "1"). Para esto aproximaremos los resultados del mecanismo de forma teórica, basándonos en la forma experimental del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.

Neutrinos de Majorana en teorías efectivas

Los datos experimentales muestran que el sector de los neutrinos en el modelo estándar, requiere de modificaciones para describir adecuadamente a la naturaleza. Siendo los neutrinos partículas eléctricamente neutras y masivas, su descripción se puede realizar a traves de campos de Dirac o de Majorana. En el presente trabajo se estudian procesos físicos desde la perspectiva de las teorías efectivas, mediante el uso de términos lagrangianos no-renormalizables que son exclusivos de neutrinos de Majorana. Se consideran procesos como, decaimientos de neutrinos en neutrinos y fotones, y colisiones de neutrinos con leptones.

Extensión del modelo ESRF-EBS al diseño del sincrotrón mexicano

En el contexto actual de la fuentes de luz sincrotrón, el desarrollo de celdas de baja emitancia es fundamental para mantener los experimentos realizados en ellos a la vanguardia. Recientemente, diferentes grupos de investigación alrededor del mundo están explorando las celdas tipo MBA ( multibend achromat) y las están considerando dentro de las actualizaciones de las fuentes de luz que buscan una mayor brillantez. En México, desde hace algunos años se ha trabajado para desarrollar una propuesta de fuente de luz de alta brillantez y promover su construcción. Dentro de esté proyecto los parámetros que se consideraron para el anillo de almacenamiento es una circunferencia de 400 metros aproximadamente y una baja emitancia alrededor de 100 $pm \cdot rad$. Considerando lo anterior, en este trabajo se desarrollan modelos a partir de la nueva actualización del sincrotrón europeo ESRF-EBS, que servirán como propuestas una vez que se concrete el proyecto para el sincrotrón mexicano. Se presentan modelos en el que se incrementan el número de dipolos por celda, de siete a nueve y se incorporan dipolos invertidos. El redimensionar el tamaño del sincrotrón europeo a la mitad, disminuyendo simultáneamente la emitancia, es un trabajo complejo de hacer, por lo que se exploran modificaciones en la celda que podrían contribuir a mejorar este aspecto. Actualmente, se están empleando técnicas novedosas para estudiar la dinámica no lineal de algunos de estos modelos, obteniendo resultados parciales que muestran que algunos de ellos podrían albergar una amplia zona de estabilidad Se agradece el apoyo de los proyectos UNAM-PAPIIT IN108522 y CONACYT CF-2023-I-119. E. S. agradece a CONAHCYT por beca posdoctoral.

Modelo basado en el sincrotrón soleil como una propuesta para el proyecto de la fuente de luz mexicana

Desde hace más de una década existe el proyecto para crear una fuente de luz en México. En esta exposición se presenta el estudio de la actualización del sincrotrón francés SOLEIL y una de las posibles alternativas para aplicar al sincrotrón mexicano. La actualización del acelerador SOLEIL consiste en una celda tipo 7BA-HOA, es decir, una celda con 7 dipolos por celda, con sextupolos distribuidos con estrictas relaciones de fase de betatrón para poder cancelar resonancias de bajo orden. En SOLEIL las celdas alcanzan una emitancia natural de alrededor de 80 pm.rad para electrones de energía de 2.75 GeV, el anillo de almacenamiento tiene una circunferencia de 354.2 m y está compuesto por 20 de estas celdas. En este trabajo se hace una réplica parcial de dicha celda mediante el uso de programas especializados para el diseño y optimización, obteniendo resultados satisfactorios. La metodología se ha adaptado a las necesidades del sincrotrón mexicano, tales como el aumento de energía a 3 GeV y una circunferencia mayor. También se muestran resultados parciales de los procesos de optimización de la dinámica lineal y no lineal, con el fin de obtener un área adecuada de estabilidad de los electrones en el espacio fase.

Momento dipolar magnético anómalo del quark top

El quark top es una partícula clave en varias extensiones del Modelo Estándar (ME) y es considerado un laboratorio para muchos aspectos experimentales o de simulación en la búsqueda de nueva física. Desde que fue descubierto, la fenomenología del quark top no ha sido explorada completamente, dejando abierta la posibilidad de una potencial conexión con nueva física. Por otro lado, los colisionadores actuales y futuros como el Large Hadron Collider (LHC) e International Linear Collider (ILC) tienen como parte importante de su programa de estudio los momentos dipolares electromagnéticos del quark top, en específico, el momento dipolar magnético anómalo del top. Esta propiedad del quark top surge a través del vértice $\gamma \bar{t}t$ y conlleva información importante acerca de sus interacciones con partículas exóticas. La propuesta en este trabajo consiste en estudiar el momento dipolar magnético anómalo del quark top en el contexto de un modelo de extensión conocido como el modelo Bestest Little Higgs (BLH). En este escenario calculamos las contribuciones a nivel de un lazo generadas por las nuevas partículas predichas por el modelo BLH al momento dipolar magnético anómalo del top.

Modelo para el propagador del Gluón mediante técnicas de machine learning

La interacción fuerte entre quarks, los constituyentes esenciales de los hadrones, está regida por la cromodinámica cuántica (QCD), la cual es una teoríaa de norma no Abeliana con los gluones como bosones de norma. Como consecuencia del carácter no Abeliano de QCD, las interacciones entre quarks van del intercambio de uno a muchos gluones y auto interacciones del gluon, estas últimas las posibles responsables del confinamiento de quarks que, a bajas energías, permanecen confinados, pero a altas energías y momentos se comportan casi como partículas libres (libertad asintótica). Con este trabajo pretendemos desarrollar un modelo para el propagador del gluón y emplearlo para resolver la ecuación de Schwinger-Dyson del quark. Con ello determinamos la función de masa del quark con distintos modelos que presentan rompimiento dinámico de la simetría quiral y confinamiento. En estos modelos vamos a considerar la variación de tres parámetros: c, $m_b$ y $\mu$, que representan la intensidad de la interacción, la masa corriente de los quarks y el punto de renormalización, que se ajustan con ayuda de la constante de decaimiento del pión y el condensado. De este modo, podemos sugerir un modelo para el propagador del gluón que pueda predecir otros observables, pero en esta ocasión visto como un problema inverso, que se ha mostrado en la literatura puede realizarse mediante redes neuronales.

Momento magnético anómalo de un electrón en QED Reducida

La electrodinámica cuántica reducida es una teoría fundamental en la física que describe la interacción entre partículas elementales cargadas y el campo electromagnético. El momento magnético de una partícula cargada, como el electrón, es proporcional a su momento angular. Los experimentos han revelado que el momento magnético del electrón es ligeramente diferente del valor predicho por la ecuación de Dirac. Esta discrepancia se conoce como el momento anómalo del electrón o muón y ha sido objeto de estudio durante décadas. Desde el punto de vista teórico, su estudio proporciona información valiosa sobre los efectos cuánticos en la interacción entre partículas y campos. Además, el momento anómalo del electrón ha sido calculado con una precisión notable y ha sido verificado experimentalmente con una precisión sin precedentes. Cada nueva medida experimental y cada cálculo teórico de este parámetro constituyen un desafío y una oportunidad para poner a prueba las predicciones de la electrodinámica cuántica reducida y buscar posibles discrepancias que podrían indicar la existencia de física más allá del modelo estándar. De manera análoga, la electrodinámica cuántica reducida también contará con un momento anómalo del electrón en ésta teoría. Para tener una mejor comprensión de estas teorías, y poder compararlas con la electrodinámica cuántica estándar, en este trabajo estudiamos la función del vértice electrón-fotón a un lazo en la teoría de perturbaciones para la QED reducida masiva en dimensiones y norma arbitrarias. Obtuvimos expresiones generales para la función de vértice, los factores de forma, la autoenergía del fotón y la autoenergía del fermión en términos de integrales escalares de Feynman, y reproducimos resultados conocidos para el caso QED estándar. Además calculamos el momento magnético anómalo del electrón que difiere del momento magnético anómalo del electrón en electrodinámica cuántica estándar.

La violación de CP leptónica y los nuevos resultados experimentales

Los análisis globales recientes de los experimentos sobre oscilaciones de neutrinos han predicho que la fase tipo Dirac, δ_CP, genera una violación de CP máxima, la existencia de un cuarto neutrino estéril, ha sido descartada por los experimentos nucleares de oscilación de neutrinos. Sin embargo, a partir de estos experimentos no es posible obtener información sobre las fases de violación de CP tipo Majorana o sobre la anomalía g-2 del muón. En este trabajo se realiza un estudio independiente de modelos, en el cual los neutrinos adquieren masa a través del mecanismo seesaw, la matriz de mezclas del sabor leptónico es construida considerando que la matriz unitaria asociada a los neutrinos izquierdo tiene la forma del patrón de sabor democrático, y la matriz asociada a los leptones cargados es representada a con una matriz hermitiana con dos ceros de textura. Con ello, se realiza un análisis de verosimilitud y se obtiene que los ángulos de mezcla solar, atmosférico y del reactor, así como la fase de violación de CP tipo Dirac, y reproducen correctamente los valores reportados por los ajustes globales. Por consiguiente, se puede obtener una región de valores para las fases de violación de CP tipo Majorana. Además, se analizan las implicaciones fenomenológicas de estos resultados en la desintegración doble beta sin neutrinos y en la anomalía g-2 del muón. Entonces, es fácil concluir que hacer una desviación mínima del patrón del sabor leptónico democrático es un buen punto de partida para construir extensiones del Modelo Estándar de Partículas Elementales.

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 híbrida 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 en la aproximación lineal presenta la adaptación del modelo para las especificaciones mexicanas, manteniendo la emitancia menor a $100 \ pm \cdot rad$, principalmente mediante la modificación de los dipolos y cuadrupolos que constituyen las 20 celdas del modelo. 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 resulte en la mayor área de estabilidad para los electrones y así poder proponer un modelo de anillo de almacenamiento posiblemente útil 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.

Prototipo de detector de muones para la propuesta muonID de ALICE 3 para las corridas 5 y 6 del LHC

Para continuar y ampliar el programa de estudio de iones pesados en LHC, la colaboración ALICE-CERN ha propuesto un detector novedoso y diferente al actual detector ALICE. Este nuevo instrumento tendrá una alta tasa de lectura, una magnífica resolución en la posición, trayectoria e identificación de partículas. Entre los diferentes sistemas proyectados, se ha propuesto un detector de muy alta eficiencia en la detección de muones que ayude en la identificación de su trayectoria, una vez que estos atraviesan un elemento absorbedor; este sistema es llamado MuonID (MID). En este trabajo presentamos la instrumentación y los primeros resultados de un detector de muones basados en barras de plástico centellador leídos con fotomultiplicadores de silicio como posible propuesta al detector MID de ALICE-3. Las pruebas se realizaron con muones provenientes de rayos cósmicos y los resultados obtenidos muestran que un detector basado en plástico centellador puede ser una opción para el MID.

Image Reconstruction Techniques Using Muons from Cosmic Rays

We present two image reconstruction techniques for radiography and tomography using muons from cosmic rays. The simulations are performed using Geant4. We establish a system composed of four Resistive Plate Chambers (RPCs) to detect the particle interactions. The proposed reconstruction methods are based on particle track reconstruction and material attenuation. Additionally, we demonstrate a method to classify materials based on a singular point of maximum approximation. We provide functional results for each technique.

Higgs boson production and decay and $Z'$ resonance analysis in a $SU(3)_L\times U(1)_N$ model at future $e^+e^-$ colliders, we consider the Higgs-strahlung processes $e^{+}e^{-}\rightarrow (Z, Z') \to Zh$ and $e^{+}e^{-}\rightarrow Z' \to ZH$

We analyze the phenomenology of the light and heavy Higgs boson production and decay and the $Z'$ resonance in the framework of the $SU(3)_L\times U(1)_N$ electroweak model at future $e^+e^-$ linear colliders, such as the CLIC and ILC. The Higgs-strahlung processes $e^{+}e^{-}\rightarrow (Z, Z') \to Zh$ and $e^{+}e^{-}\rightarrow Z' \to ZH$ are considered in this paper, with both the resonant and non-resonant effects. This approach predicts new Higgs bosons beyond the one of the standard model and we also analyze the neutral Higgs bosons signature and production at the energy scales that will be reached in the near future at projected $e^+e^-$ linear colliders such as the ILC and CLIC. We find that for center-of-mass energies of $\sqrt{s}=500-3000$ GeV and integrated luminosities of ${\cal L}=500 -2000\hspace{0.8mm}fb^{-1}$, the total number of expected $Zh$ and $ZH$ events can reach ${\cal O}\hspace {2mm}7\times 10^4$ and 3, respectively. The first process is very optimistic and thus it would be possible to perform precision measurements for both the $Z'$ resonance and the Higgs boson $h$. Our study complements other studies on the associated production $Zh$ and $ZH$ in the context of a $SU(3)_L\times U(1)_N$ electroweak model at hadron and future $e^+e^-$ linear colliders.

Decaimiento del leptón muon con cambio de sabor

Se sabe que en varias extensiones del Modelo Estándar (ME) pueden surgir Corrientes Neutras que Cambian Sabor (CNCS), incluso a nivel árbol. Estos fenómenos resultan ser importantes, dado que nos permiten estudiar efectos de nueva física que está más allá del ME. Además, la evidencia experimental de la oscilación de neutrinos confirma la existencia de violación de sabor en el sector leptónico. Por esta razón, surge la motivación de investigar procesos que involucren la violación de sabor leptónico, en particular, nos interesa analizar el decaimiento $\mu\to e\gamma$ mediado por una partícula candidata a materia oscura en el contexto de un modelo extendido, donde surge violación de sabor de leptones a través de una partícula escalar, que se acopla con fermiones del ME y nuevos fermiones pesados. En concreto, consideramos el análisis del proceso de conversión $\mu-e$ junto con el momento magnético anómalo del muon para estimar el parámetro $C_{L,R}^{F\mu}$ que representa la intensidad de acoplamiento del vértice $\phi_{DM}F\mu$. Aquí, $\mu$ es un leptón muónico del ME, $F$ es un fermión pesado y $\phi_{DM}$ es una partícula candidata a materia oscura. Posteriormente, se calcula la fracción de decaimiento de $\mu\to e\gamma$, donde se ha encontrado que el valor menos restrictivo es del orden de $10^{-13}$, siendo el mismo orden de magnitud en comparación con el valor experimental reportado actualmente.

Estudio acerca de la detección del canal de decaimiento $H \to Z \gamma$ durante la operación del LHC

El presente estudio proporciona hallazgos de gran utilidad que contribuyen a la búsqueda del proceso $H\xrightarrow{} Z \gamma$, donde $Z\xrightarrow{} l^+ l^-$, con $l= \mu$ o $e$, en colisiones protón-protón que ocurren en el LHC. Asumiendo como base la producción y decaimiento del Higgs como lo establece el SM, con fuerza de señal ($\mu$) con valor igual a 1. La señal y los principales ruidos se simulan utilizando los paquetes Pythia y Madgraph, agregando el efecto de hadronizaci\'on, radiación y respuesta detector usando Pythia y Delphes. Se determinan l\'imites superiores de exclusión sobre $\mu$ de 11.2 a 68\% de nivel de confianza y 21.1 a 95\% de nivel de confianza, a escenarios de física m\'as allá del SM en un modelo que incorpora la simulación de la señal $H\xrightarrow{} Z \gamma$ y añadiendo los ruidos principales a la señal. Se exploraron escenarios de alta luminosidad donde se obtuvo que al pasar del escenario de corrida 2 del LHC (Run 2) al de High Luminosity LHC (HL-LHC) se observa una reducción de los límites de exclusión de hasta el 74\%. Adicionalmente se exploran escenarios con distintos grados de reducción de ruido obteniéndose que con una luminosidad de 137 $fb^{-1}$ el ruido de fondo tendría que suprimirse en un factor de \textbf{1/3500} para que haya una diferenciación significativa entre los escenarios con $\mu$ nula y $\mu=1$ (SM). Sin embargo dicho grado de reducción de ruido requerido puede ser menor si se cuenta con mayor luminosidad integrada, por ejemplo en un escenario donde se disponen 500 $fb^{-1}$ el factor requerido es de 1/900.

Estudio de la fotoproducción exclusiva de $\rho(770)^0 $ en colisiones pPb ultraperiferales a 8.16 TeV

Se utilizarán los paquetes de simulación STARlight y PYTHIA para estudiar la ganancia en la precisión en la medición de la sección eficaz $\sigma (\gamma p \to p \rho^0)$ en colisiones elásticas de protón-plomo (pPb) a 8 TeV así como escenarios de mayor energía y luminosidad correspondientes a la fase 2 del LHC. En dicha interacción se produce el mesón $\rho(770)^0$ a raíz de una interacción foto-inducida debido al fuerte flujo de fotones que genera el núcleo de plomo totalmente ionizado. Se estudiará $\sigma (\gamma p \to p \rho^0)$, la distribución de la variable t que representa la cantidad de transferencia de momento que ocurre en colisión elástica y el parámetro b de Regge como función de la masa invariante del sistema fotón-protón ($W_{\gamma p}$). Se determinará la extensión del rango en $W_{\gamma p}$ que permite alcanzar la nueva energía de 8.16 TeV. Los resultados obtenidos serán contrastados con mediciones a más baja energía realizadas por experimentos de blanco fijo, colisionadores de electrón-protón (ep) y colisionadores de pPb a 5.02 TeV así como modelos teóricos que se asociacian a la estructura del protón a alta energía donde ocurren fenómenos como la saturación de gluones.

Heavy quarkonium spectrum with a screened potential

We present results for the mass spectrum of heavy quarkonium by solving numerically the Schr\"odinger equation with a recently-proposed screened potential. The screened potential incorporates the color-screening effects due to the light quark pair creation in the heavy quark-antiquark potential. Besides the mass spectrum, we present results for electromagnetic decays and E1 transitions of heavy quarkonium states. We compare our results with a unscreened potential.

Violación de sabor en los decaimientos del quark top en el contexto del modelo Bestest Little Higgs

Examinamos los efectos de los parámetros en el modelo Bestest Little Higgs (BLH) sobre las desintegraciones raras que involucran cambios de sabor en el quark top. Como resultado, se introducen fenómenos de cambio de sabor en el modelo BLH por primera vez. En este estudio, se incorporan nuevos términos de mezcla de sabores entre los quarks ligeros del Modelo Estándar (ME) y los fermiones y bosones del modelo BLH. Se calculan las contribuciones a nivel de un lazo del quark pesado $B$ y los bosones pesados $ W ^{\prime\pm} , \phi^{\prime\pm}, \eta^{\prime\pm} , H^{\prime\pm} $. Nuestros hallazgos demuestran que las tasas de desintegración de $t \to qV $ y $ t \to qh^0 $ , donde $q = u, c$ y $V = Z, \gamma, g$, presentan mejoras en comparación con sus equivalentes en el ME, excepto en el caso del gluón. Además, observamos que los procesos con mayor sensibilidad son $\text{Br}(t \to cZ) \sim 10^{-5}$, $\text{Br}(t \to c\gamma) \sim 10^{-6}$ y $\text{Br}(t \to c h^{0}) \sim 10^{-8}$ .

Fakeons, Ghost and Merlin modes

Our garden-variety physics is written with at most second-order time derivatives. Yet, higher derivative theories offer some interesting advantages, like improved convergence of perturbation theory. These have been explored since the first half of the XX century and are often abandoned because of issues like the Ostrogradsky instability or an apparent loss of unitarity. Higher derivative theories are characterized by an enlarged phase space. The additional degrees of freedom have been called Fakeons, ghost, and Merlin modes because of their counterintuitive properties; treating them appropriately is the key to constructing a consistent theory. In particular, the ordinary prescription of contour integrals around poles needed to evaluate propagators has to be modified. We summarize the history of higher derivative Quantum Field Theories, their difficulties, and some of the lessons learned in trying to live with higher-derivative ghosts. Finally, we discuss a toy model of Dirac fermions interacting with a higher-derivative scalar.

Producción de bosones de Higgs $H_{0}$ en colisionadores de muones

Después del descubrimiento del bóson de Higgs, la búsqueda de nueva física continúa en el mayor acelerador de partículas del mundo, el gran colisionador de hadrones (LHC). Entre las partículas más buscadas se encuentran nuevos bosones de Higgs. La existencia de nuevos bosones de Higgs más pesados, apoyaría la validez de teorías que van más allá del Modelo Estándar que proponen resolver ciertas cuestiones fundamentales de la naturaleza, como el problema de la jerarquía, la materia oscura, entre otras cosas. Con la motivación expuesta anteriormente, en este trabajo investigamos la fenomenología de producción del bosón de Higgs $H_{0}$ en el contexto de un modelo extendido conocido como el modelo Bestest Little Higgs. Determinamos la sección eficaz del proceso $\mu \mu \to Z' \to H_{0}Z$. Para encontrar el número total de eventos que se espera observar en un colisionador, consideramos las energías del centro de masas y luminosidades de un futuro colisionador de muones.

SU(3) supermultiplets of exotic multiquark states

Given the strongly interacting particle proliferation discovered in mid 20th century, Murray Gell-Mann and Yuval Ne'eman proposed an arrangement based on SU(3) irreducible representations that allow the organization of those particles in families with similar masses and couplings. As Gell-Mann called it, the Eightfold Way organizes 1/2 spin mesons and baryons in octets and 3/2 spin baryons in a decuplet. Recently, a new set of exotic multiquark states has been detected in HEP experiments, consistent with tetraquark and pentaquark states. We present the supermultiplets based on SU(3) irreducible representations that organize tetraquark and pentaquark states according to hypercharge (Y), isospin (I), and electric charge (Q). From the given supermultiplets, we look for mass relationships between particles inside the arrangement according to the Gell-Mann Okubo mass formula. A mass relationship is determined for each supermultiplet. Each tetra and pentaquark state reported by the LHC is arranged in a supermultiplet. We found new mass relationships for multiquark states using the mass relationships and the masses reported by the LHC.

Una revisión de la doble desintegración beta sin neutrinos $(0\nu\beta\beta)$

El fenómeno de oscilaciones de neutrinos representa la primera evidencia de física más allá del modelo estándar y demuestra que el neutrino es una partícula masiva. Los neutrinos masivos podrían ser partículas tipo Majorana. El proceso más prometedor para comprobar esta hipótesis es la doble desintegración beta sin neutrinos $(0\nu\beta\beta)$. Su observación experimental significaría una violación al número leptónico en dos unidades, además de demostrar que el neutrino sería una partícula de Majorana. Presentamos los resultados de nuestro trabajo teórico, que revisa el mecanismo de la doble desintegración beta sin neutrinos debido al intercambio de neutrinos ligeros de Majorana. Se revisará la masa efectiva de Majorana, que es el observable que proporciona mayor información de las masas del neutrino y podría responder a las interrogantes actuales del ordenamiento de masas y del valor de la masa ligera del neutrino. Finalmente, se discutirán la perspectivas de nuestro trabajo.

Implicaciones fenomenológicas de un Higgs "off-shell" al proceso H->ZZ

Recientemente las colaboraciones CMS y ATLAS reportaron la evidencia experimental de la contribución de un Higgs "off-shell" a la producción de dos bosones de norma Z. Debido a que 2m_Z>m_H se requiere que el bosón de Higgs se encuentre fuera de capa de masa y que tenga una energía de al menos dos veces la masa del bosón Z, ya que si el Higgs está "on-shell" solo se podría producir un bosón Z real. En este trabajo estudiamos las implicaciones teóricas a la cross-section que surgen de considerar al Higgs como una partícula "off-shell", las cuales podrían afectar a la unitariedad de los observables físicos dentro del Modelo Estándar.

Generación de eventos atmosféricos con flujos de neutrinos sobre O$^{16}$ mediante GENIE

Se describe el modelo de oscilaciones de sabor de los neutrinos, el cual explica el déficit en el número de neutrinos observados en diferentes experimentos. Este modelo requiere la determinación experimental de algunos parámetros, entre ellos $\Delta m^{2}_{32}, \theta_{23} $. Mediante la herramienta computacional GENIE se generan eventos de neutrinos atmosféricos incidiendo sobre Oxigeno-16, lo cual implica la estimación de las secciones eficaces correspondientes. Para este trabajo se consideran tres modelos del flujo de neutrinos atmosféricos: HONDA, LIPARI y FLUKA, y comparamos los resultados obtenidos entre ellos. El presente estudio se utilizará, en un trabajo posterior, para determinar los parámetros $\Delta m^{2}_{32}, \theta_{23} $ de la oscilación de neutrinos atmosféricos, al contrastarlos con los datos reportados del experimento Super Kamiokande.

Higgs Boson Decays into a pair of photons in Electro-Positron Collisions at the Future FCC-ee

We present the results of using FCCAnalyses package to event simulations of e$^+$ e$^-$ $\rightarrow$ H $\rightarrow$ $\gamma$ $\gamma$ at $\sqrt{s}$ = 240 GeV, with a luminosity of 5 ab$^{-1}$, to generate simulations with 1,000,000 events using EDM4hep and Delphes. Furthermore, we delve into the analysis of di-photon invariant mass distributions in e$^+$ e$^-$ $\rightarrow ZH$ processes with Z decaying into various particles and Higgs boson decaying into two photons, simulated with 300,000 and 400,000 events. These analyses will shed light on the behavior of Higgs boson production in the ee collisions, contributing to our understanding of the events. The poster will illustrate the methodology, results, and potential observations in the future collider.

Separatrices del campo eléctrico producidas por un dipolo físico y un campo eléctrico externo

En el presente trabajo, se realizó un estudio de las separatrices producidas por la interacción entre las líneas de flujo del campo eléctrico de un dipolo físico y las de un campo eléctrico externo constante. El análisis se realizó en base a tres configuraciones dipolares distintas, a saber, con el momento dipolar orientado en la dirección del campo eléctrico externo, la segunda configuración con el momento dipolar opuesto al campo eléctrico externo, y la tercera distribución con el momento dipolar perpendicular al campo eléctrico externo. El análisis y las gráficas de las líneas de flujo y de intensidad del campo eléctrico resultantes se realizaron usando los lenguajes de programación Python y Mathematica 11.3. Se determinaron las separatrices producidas por el campo eléctrico resultante y se obtuvo una aproximación analítica de estas.

Dynamical mass generation in QCD

We study dynamical mass generation in quantum chromodynamics (QCD) numerically. Dynamical mass generation is responsible for more than 99$\%$ of the mass of the visible universe. The numerical study is carried out by solving the Schwinger-Dyson equation for the quark propagator in QCD.

Sector de Higgs con violación espontánea de CP en el $S(3)$SM

Se analizan las condiciones para la violación espontánea de la Carga-Paridad (CP) en el sector del potencial escalar del modelo general $S(3)$ de dobletes de Higgs (3HDM). Se presenta un análisis del sector de Higgs de la extensión mínima $S(3)$-invariante del Modelo Estándar incluyendo la violación CP que surge de la ruptura espontánea de la simetría electrodébil. Este sector de Higgs extendido con tres campos de Higgs dobletes SU(2) con vev's complejos proporciona un escenario interesante para analizar el espectro de masas de Higgs, los autoacoplamientos trilineales y la violación CP. Presentamos cómo la ruptura espontánea de la simetría electrodébil, procedente de tres campos de Higgs $S(3)$, da lugar a un interesante escenario con nueve bosones de Higgs físicos y tres bosones Goldstone, cuando la violación espontánea de CP surge del campo de Higgs $S(3)$ singlete $H_S$.

Caracterización y simulación de un detector de partículas MRPC de vidrio

Las cámaras de placas resistivas multigap (Multigap Resistive Plate Chambers, MRPC) son detectores económicos y fáciles de construir con muy buena resolución espacial y temporal. Estas características los hacen muy atractivos y se utilizan ampliamente en experimentos de partículas de altas energías. Los electrodos de estos detectores pueden estar hechos de diferentes tipos de materiales, siendo la baquelita y el vidrio los más comunes. En este trabajo presentamos la caracterización y los resultados de la simulación de un MRPC -de placas de vidrio de 0.28mm de espesor y 6 gaps de 0.25 mm de anchura- utilizando muones atmosféricos.

Desarrollo de cámaras de placas resistivas en Universidad Iberoamericana

Los detectores RPC, cámaras de placas resistivas, son detectores de partículas cargadas cuyo principio de funcionamiento se basa en la ionización de un gas. Por su escalabilidad, buena resolución espacial y principalmente buena resolución temporal, son empleados en sistemas tempranos de detección en experimentos de frontera como ATLAS y CMS. En este trabajo se reporta el estado actual del desarrollo de este tipo de detectores en la Universidad iberoamericana, así como resultados de primeros prototipos.

Una parametrizanción general de la matriz de masas de los neutrinos

En este trabajo discutimos las masas y mezclas de los neutrinos como la realización de una simetría permutacional del sabor S3, en una extensión del Modelo Estándar con tres dobletes de Higgs. Las matrices de masas de los fermiones de Dirac y Majorana se reparametrizan en términos de sus valores propios, obteniéndose expresiones analíticas exactas y explícitas para los ángulos de mezcla del sabor de quarks y leptones, como funciones de las masas de los fermiones. A partir de un ajuste de verosimilitud chi cuadrada de las expresiones teóricas de la matriz de mezcla del sabor de los leptones, a los valores extraídos del experimento, se obtienen los valores numéricos de los ángulos de mezcla de los neutrinos en excelente concordancia con los datos experimentales.

Estructura Interna de los Diquarks

Un diquark es un estado de dos quarks agrupados dentro de un barión. La introducción del diquark se remonta a los fundamentos del propio modelo de quarks, y tenía como propósito proporcionar una descripción alternativa de los bariones como estados ligados de un quark y un diquark. Durante los últimos años, con el objetivo de entender la estructura interna de los hadrones, el avance en la teoría y los resultados experimentales han mostrado que las correlaciones de dos quarks (diquark) tienen un papel muy importante en el estudio de la física de hadrones. Un ejemplo de esto es la relación que existe entre tales correlaciones y el rompimiento dinámico de la simetría quiral. Debido a esto se especula que los diquarks podrían desempeñar una gran relevancia en el estudio de la estructura de los hadrones, por la cuál en este trabajo se estudiará la estructura interna de los Diquarks.

Momento dipolar cromomagnético de quarks en el Modelo Estándar inducidos por fluctuación cuántica de cuatro cuerpos

Se presenta una nueva forma de calcular el anómalo momento dipolar cromomagnético de los quarks top, charm, up, bottom, strange y down en el Modelo estándar. Sobre la base de los acoplamientos efectivos de $g \bar{t}t$ y $g g \bar{t}t$ , la anomalía fue extraída a través de los diagramas a nivel de una lazo . Se obtuvo $\hat{\mu}_t(s)$, $\hat{\mu}_c(s)$, $\hat{\mu}_u(s)$, $\hat{\mu}_b(s)$, $\hat{\mu}_s(s)$, y $\hat{\mu}_d(s)$ en función de la escala de energía $s=\pm E^2$, en el intervalo de $E= [10, 1000]$ Gev. Considerando alfa fuerte y las masas de los quarks dependientes de la energía. En particular a la escala de energía de la masa del bosón Z , se encontró que $\hat{\mu}_t(-m^2_Z)= -0.025 \pm 0.00384i$. El valor experimental reportado para el quark top tiene un valor central de $\hat{\mu}^{Exp}_t= -0.024$ donde podemos establecer que es la predicción mas favorable.

Background studies for new physics searches with the CMS-TOTEM precision proton spectrometer

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, recorded in the Precision Proton Spectrometer (PPS). Events with high missing energy are expected to be the primary background for this search. Signal and background events are simulated with the PPS detector, which is crucial for acceptance studies. In this work, we consider the contributors of ttbar and V+jets, and present the definition of appropriate selections to optimize signal sensitivity by focusing on the missing transverse energy.

Impacto del precalentamiento del sector oscuro sobre los observables del CMB

Una de las caracteristicas principales de la inflación cósmica es la predicción de espectros de curvatura y de fluctuaciones tensoriales casi invariantes de escala. Las mediciones actuales de las fluctuaciones primordiales en el CMB dan estrechas restricciones sobre el espectro escalar y tensorial y la inclinación escalar. Sin embargo, la conexión precisa entre estos observables, medidos a la escala pirote $k_*=0.05 \text{ Mpc}^{-1}$, y un modelo inflacionario dado, depende de la historia de expansión entre el final de la inflación y el inicio de la etapa dominada por radiación, que corresponde a la época del recalentamiento. Este mapeo entre la salida del horizonte y la reentrada de las fluctuaciones, parametrizada por el número de e-folds puede ser afectada por la presencia de una época transitoria de producción no-perturbativa de particulas durante el recalentamiento (llamada precalentamiento). Usando una combinación de cálculos perturbativos y de malla, cuantificamos el impacto del precalentamiento en un sector oscuro fuera del equilibrio en los observables del CMB, bajo la suposición de un decaimiento simultáneo del inflatón en particulas del Modelo Estándar.

Relación entre la simetría conforme y las condiciones de finitud en teorías supersimétricas

El estudio de teorías de gran unificación libres de divergencias en el UV constituye una manera natural de relacionar los sectores de norma y de Yukawa dentro de un modelo de extensión supersimétrico, mismo que poseerá un alto grado de simetría y en consecuencia un espacio de parámetros bastante reducido. Este tipo de modelos son conocidos como teorías finitas de gran unificación o FUT (por sus siglas en inglés), las cuales son teorías supersimétricas $N=1$ completas en el UV a 1 y 2 ordenes e inclusive a todo orden en teoría de perturbaciones. Debido a su alto grado de simetría y a la estructura matemática de sus ecuaciones de evolución, es razonable pensar que podrían estar relacionadas de alguna manera con teorías con un nivel de simetría aún mayor, como son los modelos con invarianza conforme. En este trabajo se detallará la relación que existe entre las condiciones de finitud a todo orden y la suposición de invarianza súper-conforme, así como las posibles consecuencias sobre los observables a bajas energías.

Momento Magnético Anómalo del Electrón en RQED

El calibre Fried-Yennie es un calibre covariante para el cual se puede realizar el procedimiento de renormalización de capa de masa sin introducir divergencias infrarrojas falsas en la teoría. Por lo general, se aplica en cálculos de electrodinámica cuántica regular (QED), pero es particularmente interesante para ser empleado en el marco de QED reducido (RQED), donde los fermiones están restringidos a dimensiones de 2 espacios mientras los campos externos interactúan con estos fermiones en vivo en la mayor parte de un espacio tridimensional. En este contexto, el parámetro de calibre se puede ajustar para que coincida con la potencia del momento externo en el denominador del propagador de fotones, lo que simplifica la región infrarroja sin necesidad de una masa de fotones. En este trabajo aplicamos por primera vez esta maquinaria a RQED, calculando el momento magnético anómalo del electrón dentro de esta teoría, a partir de correcciones a su autoenergía.