Yeni fiziğin standart modelin ötesindeki yönleri

Parçacık fizi˘ginde Standart Model, do˘gadaki üç temel kuvveti (elektromanyetik kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet) tanımlayan en ba¸sarılı teori olarak kabul edilir. Standart Model bu kuvvetlerin birle¸stirilmesi için bir çerçeve sa˘glamakla birlikte bu kuvvetlerle alakalı ço˘gu olguyu açıklayabilmektedir. Ayrıca bu model çerçevesinde yapılan tahminlerin önemli bir kısmı sonradan deneysel olarak do˘grulanmı¸stır. An-cak nötrino kütleleri, karanlık madde, maddenin antimaddeye göre üstünlü˘gü ve di˘ger gözlemler gibi evrenimizdeki birçok önemli konu Standart Model çerçevesinde açık-lanamamaktadır. Bütün bunlar, bu sorunlardan bazılarını çözmek için Standart Model'i geni¸sleten yeni fizi˘gin varlı˘gının gereklili˘gine dair bir ipucu olarak görülebilir. Lit-eratürde Standart Modelin geni¸sletilmesine yönelik pek çok deneme bulunmaktadır. Bunlardan birisi de skotojenik model olarak adlandırılan modeldir. Bu modeli test etmek için gelecekteki en hafif fermiyonu karanlık madde için potansiyel bir aday olarak kabul etmektedir. Bu tahminler gelecekteki e+e− çarpı¸stırıcılarında test edilebilir ve dolayısıyla modelin geçerlili˘gini test edebilir veya modele daha güçlü kısıtlamalar getirebilir çarpı¸stırıcılarda izini ara¸stırmak çok önemlidir. Bu tezde e+e− → H+H− sürecini skotojenik model çerçevesinde incelemekteyiz. Sko-tojenik model, yeni skalerlerden ve yeni singlet fermiyonlardan olu¸san standart dı¸sı parçacıklara sahiptir ve bunlardan en az biri karanlık madde adayı olarak hizmet eder. Süreç, foton de˘gi¸siminin, Z bozon de˘gi¸siminin ve N1,2,3 yeni tekli sa˘g-elli fermiyon de˘gi¸siminin aracılık etti˘gi tree-level diyagramlardan kaynaklanan farklı katkılar alır. Ayrıca, modelin parametrelerine tüm baskın kısıtlamaları uyguladıktan sonra her bir katkının boyutunu ve sürecin toplam tesir kesitini tahmin etmekteyiz. Bununla birlikte, skotojenik modelin parametre uzayının bir dizi referans noktası için tesir kesitinin kütle merkezi enerjisine ba˘gımlılı˘gını ara¸stırmaktayız. Tesir kesidindeki baskın katkının yeni tekli sag˘ elli N1,2,3 fermiyonlardan kaynaklandı˘gı görülmektedir. Ek olarak, modelin parametre uzayında elde edilen sınırlara uyan bir dizi referans noktası için tesir kesitinin kütle merkezi enerjisine ba˘gımlılı˘gını sunuy-oruz. Burada parametre uzayı, en küçük kütleli ilk iki fermiyonun kütlesine göre hesaplanmı¸stır. Dahası, karanlık maddenin kısıtlamaları kalıntı yo˘gunlu˘gunu içerir ve