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Le attuali osservazioni cosmologiche concordano sul fatto che la maggior parte della materia che compone l'Universo non si accoppia ai fotoni e non è barionica. Decifrare la natura delle particelle che compongono questa cosiddetta materia oscura è una delle sfide che deve affrontare la fisica delle particelle. Sono state proposte molte particelle in grado dare una soluzione al problema e si spera che gli esperimenti presenti e futuri riescano a dirimere la questione.
Questa tesi si occupa di un modello che è stato recentemente proposto come estensione del Modello Standard, che permette di avere uno Higgs pesante, ma che può pure fornire una particella adatta a risolvere il problema della materia oscura. Questo modello prevede di aggiungere al Modello Standard un altro doppietto scalare, del tutto simile al doppietto di Higgs, che però non prende $ vev $ ed è protetto da una simmetria $ Z_2 $ dall'interagire direttamente con i fermioni. Da quest'ultima caratteristica deriva il nome con cui ci si riferisce a questo secondo doppietto scalare: $ doppietto\; inerte $. Grazie alla simmetria $ Z_2 $, inoltre, la particella più leggera che compone il doppietto è stabile e appartiene alla famiglia delle Particelle Massive Debolmente Interagenti (WIMP).
Il fatto che non possa decadere rende la particella più leggera un valido candidato di materia oscura.
Richiedendo che tale particella sia la forma dominante di materia oscura si delimita la regione nello spazio dei parametri del doppietto inerte. Lo scopo della tesi è quello di determinare questa regione e corrispondentemente di studiare la rivelabilità della particella in esperimenti di ricerca diretta di materia oscura.