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O Modelo Padrão (SM) da física de partículas é um modelo físico notavelmente bem-
sucedido, que acumula inúmeras conquistas nos últimos anos [1]. Costuma-se dizer que com
a descoberta do bóson de Higgs, o Modelo Padrão está completo. Não há, até o momento,
nenhuma medição inequívoca que o exclui. No entanto, muitas questões ainda permanecem
em aberto, as quais requerem a ampliação da nossa compreensão do modelo padrão e/ou a
sua modificação no futuro. Alguns problemas ou mistérios não resolvidos são:
1. A descrição dos hádrons no regime de altas energias da teoria das interações fortes;
2. A descrição da geração, propagação e interação dos fluxos de raios cósmicos e de
neutrinos ultraenergéticos;
3. O problema da constante cosmológica e da matéria escura (DM).
No âmbito do Modelo Padrão, tem - se que a Cromodinâmica Quântica (QCD) prevê que para grandes valores do número atômico e altas energias o sistema hadrônico seja caracterizado por uma alta densidade partônica, cuja presença deverá levar de um regime dinâmico
linear, em que somente processos de emissão são considerados, a um regime não linear onde os processos físicos de recombinação de partons tornam-se importantes. Neste regime, espera-se que ocorra a limitação na máxima densidade partônica que pode ser alcançada na
função de onda hadrônica/nuclear (saturação partônica), caracterizada por muito altos valores da intensidade do campo de glúons, formando um estado denominado de Condensado de Vidros de Cor (CGC). A existência do regime de saturação foi predita muitos anos atrás, com
algumas estimativas da escala de momentum na qual ele ocorreria, denominada na literatura de escala de saturação Q s . Entretanto, foi somente nas últimas décadas que as equações que fornecem uma descrição completa do regime de saturação foram obtidas. Uma propriedade básica que surge da solução destas equações é que o sistema partônico denso presente nas funções de onda hadrônicas neste regime apresenta propriedades universais, que são as mesmas para hádrons e núcleos. Disto segue que os estágios iniciais das colisões hadrônicas a altas energias, incluindo as colisões nucleares que podem formar um plasma de quarks e glúons (QGP), são governados por funções de onda universais, cujas propriedades podem em princípio ser calculadas usando QCD perturbativa. Nos últimos anos os diversos temas listados acima têm sido objeto de inúmeros estudos. Em particular, nosso grupo tem contribuído de forma significativa para a descrição e o desenvolvimento de extensa fenomenologia dos
processos de colisão envolvendo hádrons presentes nos experimentos HERA, RHIC e LHC, assim como no observatório Auger e no Telescópio de Neutrinos IceCube (Ver CV Lattes do proponente). Embora o conjunto de resultados já obtidos seja bastante motivador, vários aspectos ainda permanecem em estágios embrionários ou inexplorados, cujo aprimoramento e expansão são temas deste projeto.

O presente projeto segue a metodologia tradicional para a área de física de partículas e de hádrons, a qual consta das seguintes etapas:
• Leitura e discussão de artigos referentes à área para fundamentação teórica e experimental com relação ao problema sob investigação neste projeto;
• Determinação dos observáveis a serem analisados;
• Realização de cálculos analíticos referentes ao processo investigado;
• Elaboração de programas computacionais envolvendo estes processos e implementação das simulações numéricas;
• Análise dos resultados obtidos nas simulações computacionais;
• Apresentação e discussão dos resultados;
• Apresentação dos resultados à comunidade científica mediante participação em eventos científicos e publicação em revistas científicas da área.

O objetivo mais ambicioso deste projeto é iniciar uma nova era de precisão nos estudos de física do Modelo Padrão e de busca de Nova Física em processos induzidos por múons e neutrinos no LHC. Uma força particular da proposta é a forte conexão entre teoria,
fenomenologia e aplicações experimentais. Nos últimos anos, os participantes contribuíram significativamente para o desenvolvimento da área e possuem a competência necessária para realizar as tarefas propostas no projeto. As tarefas individuais propostas no projeto são
importantes para a comunidade de altas energias, mas o maior impacto será alcançado pela combinação de todos os resultados, a qual demonstrará que a ampliação de nossa compreensão da estrutura partônica de próton e núcleos, assim como a busca por uma nova física pode ser realizada usando processos induzidos por múons e neutrinos no LHC, e que os eventos associados podem ser separados usando os detectores ultra frontais existentes e propostos. Acreditamos fortemente que se tal objetivo for alcançado, um número maior de membros
das comunidades teóricas e experimentais será motivado a avançar no estudo das interações fortes e de outros cenários da física BSM nessas reações, bem como a desenvolver as técnicas experimentais necessárias para medir os estados finais associados.

Ao final do projeto, esperamos a publicação de dezesseis artigos em revistas especializadas e a apresentação dos resultados associados em workshops e conferências internacionais. Além disso, as tarefas propostas contribuirão para o desenvolvimento de quatro dissertações de mestrado e de duas teses de doutorado de estudantes da UFPel.