Własności ciemnej materii i ich związek z sektorem Higgsa w wybranych uogólnieniach Modelu Standardowego

W pracy zbadano wzajemny wpływ sektora zimnej ciemnej materii oraz rozszerzonego sektora Higgsa w dwóch popularnych supersymetrycznych rozszerzeniach Modelu Standardowego (MSSM, NMSSM). W analizie skupiono się na gęstości reliktowej ciemnej materii, jej oddziaływaniach z nukleonami, jak również poszukiwaniach nowej fizyki w LHC. Szczególny nacisk położony został na określenie dostępnej eksperymentalnie przestrzeni parametrów rozważanych modeli. W dalszej części pracy wyprowadzono równanie Boltzmanna dla cząstek relatywistycznych i zastosowano je w analizie gorącej ciemnej materii w modelu S. Weinberga z oddziaływaniem ciemnej materii poprzez portal Higgsa. Uzyskane wyniki zostały porównane z kilkoma popularnymi przybliżeniami liczenia gęstości reliktowej ciemnej materii.

Dissertation examines mutual influence between cold dark matter sector and extended Higgs sector in two popular supersymmetric generalizations of the Standard Model (MSSM, NMSSM). The study is focused on the relic density and direct detection of dark matter as well as on the LHC search for new physics. Special emphasis has been placed on estimation of experimentally allowed parameter space of the models under consideration. Subsequently, Boltzmann equation for relativistic species is derived and applied to the analysis of hot dark matter in S.~Weinberg's Higgs portal model. The results obtained with our method are also compared with some popular approximations of dark matter relic density calculation.