MATERIA OSCURA IN MODELLI SUPERSIMMETRICI NON MINIMALI

La particella più leggera non standard contenuta in modelli supersimmetrici che prevedono la conservazione della R-parità è stabile; può contribuire alla densità dell'Universo all'epoca attuale come residuo fossile. Nella tesi si considera il neutralino più leggero come LSP e costituente principale della materia oscura. L'obiettivo è stabilire un limite inferiore di massa per il neutralino, considerando un Modello Standard Supersimmetrico Minimale Effettivo senza assumere l'ipotesi di unificazione delle masse dei gaugini alla scala GUT: si ha così accesso a una regione di neutralini leggeri interessanti del punto di vista cosmologico. Il primo capitolo contiene un'introduzione dei dati cosmologici e astrofisici relativi alle componenti dell'Universo. Si discute poi della possibile natura della materia oscura e si presenta brevemente il modello utilizzato nel lavoro. Nel secondo capitolo viene descritta l'evoluzione dinamica e termica dell'Universo, prestando particolare attenzione al processo di disaccoppiamento di una particella. Si calcola inoltre l'abbondanza fossile per una specie non relativistica. Nel terzo capitolo si presentano le proprietà di una teoria supersimmetrica e si discute del Modello Standard Supersimmetrico Minimale, l'estensione minimale del Modello Standard. Vengono poi descritti i settori delle nuove particelle utilizzate. Nel quarto capitolo si discute dei vincoli sperimentali alla massa del neutralino. Dopo aver introdotto il modello scelto per lo studio delle proprietà del neutralino, si analizza la composizione della particella. Si calcola poi la sezione d'urto dei processi di annichilazione del neutralini, da cui si ricava l'abbondanza fossile. Confrontando le previsioni teoriche con i dati sperimentali, si trova il limite di massa inferiore per il neutralino. Infine si studia l'andamento di questo limite di massa al variare della massa del bosone pseudoscalare di Higgs neutro.