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In questo lavoro verranno discusse alcune implicazioni cosmologiche del modello "Mirror Twin Higgs" (MTH). In questi modelli è prevista l'esistenza di una copia del Modello Standard (SM) - il settore Twin o Mirror - con uguale contenuto in particelle e interazioni che trasforma sotto il proprio gruppo di gauge Twin, SU'(3) x SU'(2)_L x U'(1)_Y . Nell'ultravioletto è presente una simmetria Z_2 che consente l'interscambio delle particelle con i rispettivi partners.
Il bosone di Higgs è uno pseudo-bosone di Goldstone e, nel limite in cui la Z_2 è debolmente rotta, la sua massa è protetta dalle correzione quantistiche quadratiche divergenti fino ad una scala di energia 5-10 TeV.
Tutte le particelle Twin sono singoletti rispetto al gruppo di gauge dello SM. Come conseguenza della presenza di Z_2, è prevista l'esistenza di numerose particelle leggere - tra cui neutrini, gli elettroni e il fotone del settore Twin - la cui presenza può avere un impatto importante sull'evoluzione cosmologica.
I due settori erano in equilibrio termodinamico nelle primissime fasi dopo il Big Bang attraverso tre interazioni di "portale", mediate dall'Higgs, dai neutrini e dai fotoni.
Si studierà la fenomenologia dei neutrini Twin, il loro mescolamento con neutrini SM e i loro processi di decadimento. Si mostrerà come, per evitare un eccesso nella densità di radiazione che sarebbe in contrasto con numerose osservazioni, sia necessario che i neutrini Twin decadano in particelle SM prima dell'inizio della nucleosintesi.
Si studieranno i leptoni Twin, descrivendo il disaccoppiamento dal settore Twin e calcolando la loro abbondanza residua. Si mostrerà come, per leptoni con masse di qualche MeV, sia necessaria l'esistenza di un processo di annichilazioni in fotoni Twin leggeri per riprodurre una densità di materia in accordo con le osservazioni. Si studierà la fenomenologia del fotone Twin. Tutti i limiti cosmologici saranno utilizzati per determinare le regioni ammissibili nello spazio dei parametri del modello.
Si confronteranno infine tali valori con i limiti sperimentali provenienti da ricerche dirette delle nuove particelle in laboratorio, mostrando come esperimenti futuri possano testare i modelli Twin Higgs in un intervallo di energie interessante.