Estudo da produção de partículas tipo-áxion nas colisões de íons pesados

Abstract

Áxions foram propostos historicamente como uma solução para o problema da simetria CP nas interações fortes fundamentais através do mecanismo de Peccei-Quinn. Weinberg e Wilczek, então, identificaram que este mecanismo dá origem a uma nova partícula pseudoescalar, o áxion QCD. As evidências experimentais contra os modelos iniciais para áxions associados à escala fraca levou a introdução de “áxions invisíveis”, os quais tornaramse bons candidatos a matéria escura. O conceito inicial de áxion QCD foi generalizado para partículas tipo-áxion, as quais podem ser motivadas teoricamente por modelos de extensão do Modelo Padrão. O objetivo deste trabalho é o estudo teórico sobre a produção de partículas escalares e pseudoescalares produzidas em colisões de íons pesados através de fusão de fótons, como aquelas existentes no Large Hadron Collider (LHC) no modo Pb-Pb.

Axions have been proposed as a solution to the CP symmetry problem in the fundamental strong interactions through the Peccei-Quinn mechanism. Weinberg and Wilczek then identified that this mechanism gives rise to a new pseudo-scalar particle, the QCD axion. Experimental evidence against early models for weak-scale associated axions led to the introduction of “invisible axions”, which became good candidates for dark matter. The initial concept of the QCD axion was generalized to axionlike particles, which can be theoretically motivated by Standard Model extension models. The aim of this work is the theoretical study on the production of scalar and pseudo-scalar particles produced by photons fusion in heavy-ion collisions, such as those in the Large Hadron Collider (LHC) in Pb-Pb mode.