Resumen de Raiders of the Lost ALP
Aunque el Modelo Estándar (ME) de Física de Partículas describe con una precisión excepcional una vasta cantidad de fenómenos naturales, no logra explicar ciertas observaciones experimentales y cuestiones teóricas. Por lo tanto, el modelo requiere de extensiones para abordar estas limitaciones. Esta tesis se centra en la exploración de partículas tipo axión (PTAs) como una posible extensión del ME. Dada la ubicuidad de las PTAs en varios modelos más allá del ME, empleamos el marco teórico de las teorías de campos efectivas, que son independientes de los modelos concretos, para investigar las posibles interacciones entre PTAs y las partículas del ME. Posteriormente, los resultados presentados en esta tesis se pueden categorizar en dos partes principales. Por un lado, dado que las búsquedas experimentales de PTAs se han vuelto cada vez más diversas y precisas, es necesario tener en cuenta las correcciones radiativas a la teoría efectiva de las PTAs. En esta tesis, se deriva el conjunto completo de correcciones a un loop para el Lagrangiano de las PTAs de dimensión 5, manifestando su impacto signifcativo en las búsquedas experimentales de PTAs. Específcamente, estas correcciones ofrecen un nuevo enfoque para investigar acoplos de las PTAs que pueden ser difíciles de testar directamente, pero que inducen un impacto considerable en otras interacciones áltamente constreñidas por los datos experimentales. Por otro lado, esta tesis investiga las implicaciones fenomenológicas de las PTAs en búsquedas experimentales de alta energía. Específcamente, exploramos las contribuciones de las PTAs a procesos raros en búsquedas de colisionadores. Por ejemplo, proponemos una nueva búsqueda centrada en los procesos de dispersión de bosones vectoriales, aprovechando la naturaleza derivativa de las PTAs para investigar sus acoplamientos electrodébiles con los bosones gauge masivos. Además, exploramos el impacto de las PTAs en observables del sabor, con un énfasis particular en investigar las anomalías de sabor asociadas al sector de los mesones B. Aunque la detección experimental de PTAs sigue siendo infructuosa en la actualidad, la investigación realizada en esta tesis ha sido productiva en la exploración sistemática del espacio de parámetros de las PTAs. Mediante un análisis riguroso, se han identifcado nuevas regiones excluidas dentro del espacio de parámetros, proporcionando valiosas restricciones sobre posibles acoplamientos de las PTAs. Además, estos estudios han sugerido nuevas y prometedoras vías y estrategias para investigar estas elusivas partículas en futuros experimentos
