pamela e bosons de gauge leptopfilicosangra/files/v_encontro/pamela e bosons... · possible hint of...

Introdução: Motivação para bosons leptofilicos

PAMELA e bosons de gauge leptopfilicos

E. C. F. S. Fortes1, J. C. Montero1, O. L. G. Peres2, and V.Pleitez1

1Instituto de Fisica TeoricaUNESP

2Instituto de Fisica Gleb WataghinUNICAMP

25-26 Junho de 2009VI Workshop de Física e Astrofísica de Neutrinos

E. C. F. S. Fortes, J. C. Montero, O. L. G. Peres, and V. Pleitez PAMELA e bosons de gauge leptopfilicos


Seminar’s plan

1 Introdução: Motivação para bosons leptofilicos



Generalities about detection

Indirect detection



PAMELA experiment



PAMELA experiment: positron data

Energy (GeV)

0.1 1 10 100

))

-(e

φ)+

+

(eφ

) / (

+(e

φP

osit

ron

fra

cti

on

0.01

0.02

0.1

0.2

0.3

0.4

Muller & Tang 1987

MASS 1989

TS93

HEAT94+95

CAPRICE94

AMS98

HEAT00

Clem & Evenson 2007

PAMELA



PAMELA experiment: positron data

kinetic energy (GeV)1 10

210

/pp

-410

-310

IMAX 1992

BESS 2000 HEAT-pbar 2000

CAPRICE 1998

CAPRICE 1994 BESS-polar 2004

MASS 1991

BESS 1995-97

BESS 1999

PAMELA



Possible Hint of dark matter annihilation

æ

æ

ææ

ææææææææææ

ææ

ììììììììììììììììììììììììììììììì

ììììììììì

ììì

ìæææææììììææææææìììææææìææææææææææ

ììììæìææììæììììæìææììææææìææìììæææææææ ìììææììææììææææìììææììììì

æ

ìì

òòòòòò

òòòòòòòòìòòìòòòìììììììììì

òòòòòòòòòòòìòììòòòìì

òììòòììììòììììììììòììòììòòìììììììììòììòììì

æææææ

òìììììììììì

ææææææææ

òòòò

æòæææææææææææææææòæææòòììòæòææòæææææææææææòææòæææìæììææææ

ì

ææææòòææææò

àà

ìììòìì

àà

òòòòò

àììììàììàààììììììàààààìììììììì

òò

àììàììàààààìàììììì

ììììììììììòììòììàà

òòàììàììàòòììììòòììììììììììììàììàììììììììàììììàììààììììììììààààààààààòììììììììàììàììììààà

æææææææììììææææææææììææææììææææììììææææææææææææææææææææææììììææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææììììàæììììììææææææææææììææææææææææææææìììææææææææææììììææææææææææææææææææææææææììææææææææææììææææììææææææææìææìììììììæìæææææææææææææææææææææææììææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææììææææææææææææææììææææææææ

ààààààààààæææææææ

ìì

æ

àà

ìììì àììàììàììàààààæææææìææìææìàììààææææææææææææææææææ

àààà

ààààààææ ààææææ

ìì

æææààà

ææææææææææææææææææææææææààææææààææææææææææààææææææææææææààææææàààà

ææ

ì

æææòòææòæææææ

ì

ææææòòæææòææææææææààææææææææææææææààææææ

ììììììæììææààììììààììààààààæààààææææææììììæììæììæììææææææìì

ææææììææææææææææòæòæìæìæ

æììææ

ææææææ

à

ææ

ààààààààææ

æææììæìì

æ

1 10 102 103 104

1%

10%

0.3%

3%

30%

Positron energy in GeV

Positronfraction

background?

PAMELA 08

æææææææ

æææææ

æ

ææ

æ

ææ

ææ

æ

à

à à

à

à

ì

òò

òòòò

ò

òòò

òôìôìô

áááááááááááááááááááááááá ááá

áá

àáàòàá

ææòààææææææææ æ

ææææææ æææææææææ

æ

æ

à

ìììììææììììææììææìììææìì

ìì

òò

ò

ò

òææòææææòæææææææææòòææ

ìììôìììôôììôôô

ôô

ôææôôææôìææôææôôôôôôô

æ

ô

æìææ

çç

çç

ôçôçôô

ôô

ç

ôôôôô

çç

áááááá

áá

à

ææææææ æææææææææææææ

æææææ

ìììæììææææìæææì òààæææææòòæææææææòææ

ôìììôìôììôìôììôìììôììôìììììôììôììììôôììôôììôôôôô

æææìæ ààáààáààààááàòòààààààáààààà

ììææì

òææ

ìììôô

ææìæááá

10 102 103 10410-3

10-2

10-1

Energy in GeV

E3He-+e+LGeV2�cm2sec

ATICPPB-BETS08EC

background?

ææææææ

ææææ

æ

æææææ

æ

ææææ

æææ

æææ

ææææ

æææææææææææææææææ æ

æ

æææææææææææææææææ

æææææææææææææ

æ

æææææææææ æ

æ

1 10 102 103 10410-5

10-4

10-3

10-2

p kinetic energy in GeV

p�p

background?

PAMELA 08

DM with M = 150 GeV that annihilates intoW+W-

æ

æ

ææ


ææ


ììììììììì

ììì

ìæææææìææææææææìììææææææææìææææææææææææææ

ììììæææìæææææììæììììæææìææììææææìææææìììæææææ ìììææììææììææìææììììì

æ

ìì

òòòòòò

òòòòòòòìòòìòòìììììììì

òòòòòòòòòòòìòìòòòìì

òììòòììììììììòììòììòòìììììììòììòììì

æææ


æææææææææ

òòòò

æòææææææææææææææææòææææòòììòæòææòæææææææææææòææòæææìæììæææ

ì

ææææææòòææææò

àà

ììòìì

àà

òòòòò


òò


ììììììììììòìòììàà

òòàììàòòììììòòììììììììììììàììàììììììììàììììàììààììììììììààààààààààòììììììììàììàììììààà

ææææææææææììììæææììææææììæææææææììæææììæææææææææææææææææììììææææææææììææææææææææææææææææææææææææææææììììàæììæææììææææææìììææææììììæææææææææææææææææææææììææææææææææììææììææææìææìììììæìæææææææææææææææææææææææææææææææææææææììææææææææææææææææææææææææææææææììææææææææææææææææææææææææææææææææììææææææììææææææææ

ààààààààæææææææ

ìì

æ

àà

ìììì àììàììàììàààààææææææææìæææìææìàììààææææææææ

àààà

ààæ ààæææ

ìì

ææàà

ææææææææææææææææææææææææææààææææààææææææææææææææààææææææææææææææææààææææàààà

æææ

ì

ææææòòææòæææææ

ì



ææææììææææææææææææòæòæìæìæ

æììææ

ææææææ

à

ææ

ààààààààæææææ

æììæìì

æ

1 10 102 103 104

1%

10%

0.3%

3%

30%


Positronfraction

background?

PAMELA 08

æææææææ

æææææ

æ

ææ

æ

ææ

ææ

æ

à

à à

à

à

ìììììæììììææìæææì

òò

òòòò

ò

òòò

òôìììôìôììôìôììôìììôììôìììììôììôìììììôôììôôììôôôôôôæôôæôæôææôô æææìææôôô


áá

æææææææ

æ

ìì

òò

ò

ôô

ôôôôôôô

çç

çç

ôçôçôôç

çç

ææææ

æ

æàææàææàææææ

òòòòòòò

ò

æææææ ææææææææææææææææææææææ ææàìææììææìììææììòòæòààææææòòææòààææææ

òææòææææòòòææææææææææòòææôôôôæ

ìæììôææìæôôôôôôôô

áààááààààòòààààááàòòààààææòààææ

áààààà

á

æ

á

ò

ô

10 102 103 10410-3

10-2

10-1

Energy in GeV


ATICPPB-BETS08EC

background?

ææææææ

ææææ

æ

æææææ

æ

æææ

æææ

æææ

ææææ


æ

æææ

æææ

æææ

ææææ

æææææææææææææ æ

1 10 102 103 10410-5

10-4

10-3

10-2


p�p

background?

PAMELA 08

DM with M = 1 TeV that annihilates into Μ+Μ-

æ

æ

ææ


ææ


ììììììììì

ììì

ìæææææìææææææææìììæææææææìææææææææææ

ììììììææææìææææææììììæææææììììììæìææææææììæææìììææìììæææææ ììììììææììææììììææìììææìììì

æ

ìì

òòòòòò

òòòòòòòòìòòìòòòìììììììììì

òòòòòòòòòòòìòìòòòìì

òììòòììììòììììììììòììòììòòìììììììììòììòììì

æææ


ææææææææææææææ

òòòò

æòæææææææææææææòææææòòææììòæòææòæææææææææææææææææææòææòæììææææììæææ

ì

ææææòòææææò

àà

ìììòìì

àà

òòòòò


òò


ììììììììììòìòììàà

òòàììàììàòòììììòòììììììììììììàììàììììììììàììììàììààììììììììààààààààààòìììììììììàììàììììààà

ææææææææææææææææææììììæææììææææììææææææììæææææææææææææææææææææææææææææììììæææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææììììàæììæææììææææææìììææææììììææææææææææææææææææææììææææææææææììææììææææìææìììììæìæææææææææææææææææææææææææææææææææææììææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææææììææææææììææææææææ

ààààààààææææææ

ìì

æ

àà

ìììì àààììììàììàììàààààæææææææææìæìææææìàììààææææææææ

àààà

ààæ àæææ

ìì

ææàà

ææææææææææææææææææææææææààææææààææææææææææààææææææææææææààææææàààà

ææ

ì

ææææòòææòæææææ

ì



ææææììææææææòæææòææìæææìææ

æììææ

ææææææ

à

ææ

ààààààààææææææ

æììæìì

ææ

1 10 102 103 104

1%

10%

0.3%

3%

30%


Positronfraction

background?

PAMELA 08

æææææææ

æææææ

æ

ææ

æ

ææ

ææ

æ

à

à à

à

à

ìììììì

òò

òòòò

ò

òòò

òôìììôìôììôìôììôìììôììôìììììôììôììììôôììôôììôôôôô


áá

ææòææææææææ æææææ

æ

ìììææìææìææ

ìì

òò

ò

ôô

ôôôôôôô

æ

ôçç

çç

ôçôçôô

ôô

ç

çç

áá

æ

ææà

ææàòææòææààææææ

òòòòòòò

æà òààææææòààæææææ

æææææ æææææææææææææææææææææ

ììììææììììææìææììæææìì ò

æààææ

òææòææææòòòææææææææææòòææ

ôììôôìôôôôææôôææôìææôææôô æææìææôôôôôôô

áààááààààòòààààááàòòààààààææ

áààààà

áá

ìææô æôô

á

10 102 103 10410-3

10-2

10-1

Energy in GeV


ATICPPB-BETS08EC

background?

ææææææ

ææææ

æ

æææææ

æ

ææææ

æææ

æææ

ææææ


ææææææææææææææææ æ

æ

1 10 102 103 10410-5

10-4

10-3

10-2


p�p

background?

PAMELA 08

DM with M = 10 TeV that annihilates intoW+W-

Figure 1: Three examples of fits of e+ (left), e+ + e− (center), p̄ (right) data, for M =

150 GeV (upper row, excluded by p̄), M = 1 TeV (middle row, favored by data), M =

10 TeV (lower row, disfavored by the current e+ + e− excess). Galactic DM profiles and

propagation models are varied to provide the best fit. See Sec. 4 for the discussion on the

treatment of the uncertain astrophysical background.

4



Consequencias do resultado de PAMELA

Admitindo que não podemos encontrar uma fonte natural para oresultado de PAMELA, que é o excesso de positrons sobre amédia entre positrons e eletrons, então isto poderia significarevidência de aniquilação de matéria escura.

O excesso de eventos em leptons somente, sem excessona razão antiproton-protons, implica que a preferêncial éem leptons.Detalhes de qual seria a partícula da matéria escura,depende do tipo de interação.Um outro experimento: O experimento FERMI nãodetectou este excesso em eletrons. Flutuação estatistica?!Modelos com Z′ leptophilic, predileção por leptons, podemser usados para descrever os dados de PAMELA.


pamela e bosons de gauge leptopfilicosangra/files/v_encontro/pamela e bosons... · possible hint of...

Documents