Evidências de nova física podem surgir de experimentos distintos. Por exemplo, na física de colisores, vínculos cosmológicos e astrofísicos ou detectores de neutrinos. Diversas questes em aberto motivam essa procura, como o problema de hierarquia (PH), a natureza da matéria escura (ME) ou na inclusão das massas dos neutrinos no modelo padrão (MP). Notadamente, o PH justifica a procura de nova física no grande colisor de hadrons (Large Hadron Collider, LHC). Essa questão surge da rigorosa diferença entre a escala eletrofraca e ultra violeta (UV) do MP, denotada por $\Lambda_{UV}$. A sensitividade da teoria é observada ao calcular correçes radiativas à massa do Higgs, as quais divergem quadraticamente com $\Lambda_{UV}$. Logo, a presença de um boson de Higgs leve indica evidência de nova física na escala TeV ou ajuste fino do MP. Apesar de uma simetria adicional aliviar esse problema, dados recentes do LHC têm imposto vínculos rígidos em teorias além do MP. O pequeno problema da hierarquia (PPH) vem da sentividade à diferen\c ca existente entre as escalas eletrofraca e a qual opera o LHC. O PPH pode ser referido por teorias com um setor escondido. Especificamente, naturalidade neutra (NN) é uma família de modelos que apresentam um grupo de cor escondido $SU(3)$ que não interage fortemente com o MP. Portanto, o parceiro do quark top sem cor pode ser leve, o qual alivia os vínculos com o LHC e apresenta uma fenomenologia única. NN tem uma assinatura distinta de vértices deslocados vindos de glueballs sem cor. Na primeira parte desta tese, nós modelamos a distribuição de vértices deslocados no LHC vindos de um cenário em Supersimetria Folded, que é uma realização de NN. A segunda parte da tese concerne procuras indireta por Matéria Escura (ME). Apesar de observaçes gravitacionais confirmarem sua existência de ME, não foi provada sua natureza como partícula elementar. Procuras indireta por ME incluem processos onde a ME se aniquilam em partículas do MP. Diversos experimentos restringem esses modelos, como telescopios, detectores de neutrino ou raios cósmicos. Particularmente, telescópios de raios X têm procurado por evidências de candidatos à ME com massa na escala keV. Os mais competitivos, como CHANDRA e XMM-NEWTON, usam a tecnologia de charged coupled devices (CCD) para obter imagens e espectroscopia. Existe uma proposta de um novo telescópio na orbita da Terra com uma versão melhorada do detector chamada skipper CCD. Sua vantagem consiste em ruídos eletrônicos extremamente baixos. Além disso, observaçes astrofísicas requerem um ângulo de abertura estreito. Entretanto, um campo de visão amplo deve aumentar o número de eventos vindos de interações extremamente fracas entre ME e a luz. Portanto, o novo telescópio de raios-x com skipper CCD e um vasto ângulo de abertura irá procurar por ME de uma maneira única. Neste trabalho, nós estudamos os sinais vindo de diversos cenários: decaimentos de neutrinos estéreis, espalhamento ressonante de raios-X, procura por axions e estrelas de matéria espelhada.

Evidence for new physics may come from different searches, such as collider experiments, cosmological bounds, astrophysical searches, or neutrino detectors. Several open questions motivate them, for example, the hierarchy problem (HP), the particle nature of dark matter (DM), or the inclusion of neutrino masses in the Standard Model (SM). Specifically, the HP motivates searches at the Large Hadron Collider (LHC). This question arises from the severe difference between the electroweak (EW) and the SM ultra-violet (UV) scale $\Lambda_{UV}$. The theory sensitivity is observed when calculating the Higgs mass radiative corrections, which diverge quadratically with $\Lambda_{UV} $. The presence of a light Higgs boson suggests new physics at the TeV scale or fine-tuning the SM. Although an additional symmetry can alleviate the HP, recent data from the LHC has been putting stringent bounds on theories beyond the SM. The Little Hierarchy Problem (LHP) concerns the sensitivity to the existing energy gap between the EW scale and the LHC reach scale. Hidden sectors address the LHP. Particularly, Neutral Naturalness (NN) is a class of models that presents a hidden $SU(3)$ color group, which does not interact strongly with the SM. Therefore, the light colorless top partner alleviates bounds from the LHC and presents a unique phenomenology. NN has a distinct signature of displaced vertices from colorless glueballs. In the first part of this thesis, we model the distribution of displaced vertices at the LHC from the Folded Supersymmetry scenario, which is a realization of NN. The second part of this thesis concerns DM indirect searches. Although gravitational observations confirm the existence of DM, its particle nature remains an open question. DM indirect searches look for signals of processes where it annihilates into SM particles. Several experiments constraint such models, including telescopes, neutrino, and cosmic-ray detectors. Specifically, x-ray telescopes have been searching for evidence of DM particles in the keV mass range. The most competitive ones, such as CHANDRA or XMM-NEWTON, use charged coupled device (CCD) technology for imaging and spectroscopy. There is a proposal for a new telescope in Earth orbit using an improved version of the detector called skipper CCD. It is advantageous for its extremely low electronic noise. Besides, astrophysical observations require a narrow opening angle. However, a broad field of view would increase the number of events coming from the feeble interaction between DM and light. Therefore, the new x-ray telescope with a skipper CCD and a large opening angle will uniquely search for DM candidates. In this work, we predict the signal from several DM scenarios: sterile neutrino decay, resonant x-ray scattering, axion searches, and mirror stars.