NAGIOS: RODERIC FUNCIONANDO

Beyond standard model phenomenology with or without a light higgs

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Beyond standard model phenomenology with or without a light higgs

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dc.contributor.advisor Portolés Ibáñez, Jorge
dc.contributor.author Filipuzzi, Alberto
dc.contributor.other Departament de Fisica Teòrica es_ES
dc.date.accessioned 2012-11-13T13:55:57Z
dc.date.available 2012-12-14T07:10:02Z
dc.date.issued 2012
dc.date.submitted 11-12-2012 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10550/24966
dc.description.abstract El Modelo Estándar (ME) es una teoría que describe en manera sorprendentemente precisa la gran mayoría de los datos experimentales que han sido producidos hasta la fecha. No obstante hay algunas indicaciones, entre las cuales la evidencia experimental de que los neutrinos tienen una masa finita, de que la teoría no es completa y que probablemente hay que considerarla sólo una descripción de baja energía de una teoría más completa de las fuerzas naturales. La búsqueda de una posible extensión del ME puede recorrer diferentes caminos y basarse en datos experimentales que incluyan medidas de precisión de los parámetros de la teoría electrodébil, búsqueda directa en aceleradores de alta energía y estudio de procesos raros o no permitidos en el ME. El trabajo presentado en esta tesis se ha centrado en el análisis de distintos problemas teóricos y fenomenológicos, relacionados con la estructura de sabor del ME y de sus posibles extensiones, con posibles violaciones de la universalidad leptónica debidas a efectos de Nueva Física y también con escenarios en los que la ruptura de la simetría electrodébil está generada por Nueva Física que interactúa de manera fuerte. Para enfrentarse a este tipo de problemas ha sido muy eficaz utilizar el marco de trabajo que proporcionan las Teorías Efectivas, un método independiente de modelos específicos, es decir una descripción general a través de parámetros no fijados, de las posibles interacciones resultantes de la integración de los nuevos grados de libertad que la teoría que extiende el ME tiene que describir. Este método, que incluye un análisis fenomenológico y que se basa en la gran precisión que los datos experimentales han alcanzado, permite obtener informaciones muy valiosas sobre la estructura de la nueva teoría y descartar de esta manera algunos de los modelos que han sido construidos en los últimos años. La primera parte de la tesis presenta tres análisis basados en teorías efectivas en las que se supone que el ME está realizado en la naturaleza, con particular referencia al sector de Higgs. Tras una breve introducción al ME, en los Capítulos 1 y 2 se explica la teoría efectiva con Higgs del ME, analizando sus principales características e incluyendo la base de operadores efectivos de dimensión seis. El primer estudio de esta primera parte, presentado en el Capítulo 3, ha sido dedicado al análisis de posibles efectos de violación de la simetría de sabor leptónico inducidos por física más allá de ME. En este análisis hemos utilizado una teoría efectiva basada en el principio de violación minima del sabor leptónico. Dentro de este contexto hemos estudiado las desintegraciones leptónicas de los mesones pseudoescalares y los relativos cocientes de universalidad, que, gracias a una predicción teórica y medidas experimentales muy precisas, son observables perfectos para encontrar señales de Nueva Física. Las desviaciones respecto al ME que hemos encontrado analizando el escenario de MFV son demasiado pequeñas para que los futuros experimentos las puedan medir. No obstante, si se considera modelos de Gran Unificación, algunos efectos se podrían medir en las desintegraciones leptónicas de mesones pesados, que están siendo estudiadas con creciente precisión en las factorías de B. Por otro lado, si los experimentos midieran desviaciones en las desintegraciones de piones y kaones, habría que suponer que nuevas estructuras de sabor, distintas de las que aparecen en el ME, tienen que aparecer al extender del ME. Nuestro análisis es un útil instrumento para evaluar modelos específicos y podrá ser desarrollado para incluir nuevas medidas experimentales, especialmente en el sector de los mesones pesados B, D y D_S. El Capítulo 4 está dedicado a un estudio sobre la violación de la universalidad leptónica en desintegraciones leptónicas del W, observada experimentalmente en los datos de LEP2. El objetivo del análisis, en el que hemos utilizado los instrumentos de las teorías efectivas para estudiar el problema de manera lo más posible independiente de modelos, ha sido verificar la posibilidad de que la desviación observada experimentalmente sea un efecto de Física más allá del Modelo Estándar. A través de un fit global de resultados experimentales de múltiples procesos de tipo electrodébil, hemos podido verificar que la anomalía en los datos no puede ser descrita en términos del tipo de Nueva Física asumida al principio del trabajo. De hecho en ambos escenarios considerados, en los que dos distintas simetrías de sabor han sido supuestas, las restricciones impuestas por los observables electrodébiles son demasiado fuertes para que sea posible incluir la desviación de la universalidad en las desintegraciones del W como un verdadero efecto de Nueva Física. Para explicar los resultados experimentales asociados a la violación de la universalidad leptónica considerados en este estudio hay probablemente que asumir un tipo de física más allá del ME que incluya nuevos tipos de partículas de baja energía o un sector de sabor con una estructura muy peculiar. El método desarrollado en nuestro trabajo podrá ser utilizado para analizar otras medidas experimentales no explicadas por el ME, como por ejemplo la desviación de la universalidad observada en las desintegraciones del mesón B. El tercer estudio, que concluye la primera parte de la tesis y está presentado en el Capítulo 5, tiene como objetivo el comparar las cotas que distintos experimentos de baja y alta energía podrían poner en los próximos años sobre posibles acoplamientos escalares y tensoriales inducidos por Nueva Física. En particular el análisis se ha centrado en la precisión que alcanzarán los futuros experimentos que miden la desintegración beta del neutrón, en comparación con la que se supone alcanzará el LHC. Para analizar al mismo tiempo procesos de energía tan diferente se ha utilizado una teoría efectiva y se ha calculado la evolución con la escala de sus parámetros. El análisis incluye una reseña de todas las actuales cotas sobre las interacciones escalares y tensoriales y un estudio detallado del papel jugado en este contexto por los experimentos sobre la desintegración beta del neutrón. Se ha discutido el impacto del error teórico asociado a los factores de forma hadrónicos sobre las cotas experimentales que se pueden obtener de los experimentos con neutrones, llegando a predecir la precisión teórica mínima necesaria para aprovechar al máximo las futuras mejorías experimentales. Analizando las potencialidades del LHC, se ha concluido que la planeada precisión en los futuros experimentos de baja energía podrá ser suficiente para competir con la que se alcanzará en los procesos de alta energía. Este estudio es una referencia muy importante para el desarrollo de los distintos experimentos. En particular ha sido relevante relacionar entre si experimentos tan diferentes como los que se están llevando a cabo en el LHC y los que han sido planeados sobre desintegraciones beta del neutrón. La segunda parte de la tesis analiza la posibilidad de que el Higgs del ME sea muy pesado o no exista en absoluto y que la ruptura de la simetría electrodébil esté relacionada con un nuevo sector fuerte a las escala del Tera electronvoltio (TeV). La teoría efectiva quiral electrodébil que describe este escenario se describe en el Capítulo 6, donde se introduce también el Lagrangiano de O(p^4). Asociadas al nuevo sector fuerte podrían existir resonancias de tipo vectorial que se han estudiado en el último capítulo de la tesis. El método utilizado para el análisis ha sido desarrollado anteriormente en el contexto de la Teoría de Perturbaciones Quiral (ChPT), un límite de baja energía de QCD, y en nuestro trabajo hemos aprovechado las similitudes existentes entre ChPT y la teoría efectiva electrodébil quiral. A través de nuestro método ha sido posible obtener valiosa información sobre las resonancias vectoriales analizando los ceros de la amplitud de scattering de las componentes longitudinales de los bosones de gauge W y Z. Para demonstrar las potencialidades del método utilizado, se ha analizado el caso bien conocido de la resonancia rho(770). El estudio ha sido desarrollado usando el lagrangiano quiral a O(p^4) y se ha analizado también el impacto del siguiente orden perturbativo. En el caso electrodébil, a través del análisis de los ceros de la amplitud de scattering W_L Z_L --> W_L Z_L y suponiendo que la principal contribución a las constantes de baja energía sea debida a las resonancias vectoriales, ha sido posible explorar el espacio de los parámetros de las dos constantes efectivas que contribuyen la amplitud estudiada. De esta forma se han encontrado las zonas del espacio de parámetros donde las resonancias dominan la amplitud de scattering y se ha podido estimar su masa. El análisis, basado en una teoría efectiva independiente de modelos, puede ser utilizado para excluir algunas clases de modelos sin bosón de Higgs y predecir hasta qué punto los experimentos del LHC podrán estudiar este tipo de resonancias vectoriales. es_ES
dc.format.extent 144 p. es_ES
dc.language.iso en_US es_ES
dc.subject física de partículas es_ES
dc.subject teorías efectivas es_ES
dc.subject fenomenología es_ES
dc.title Beyond standard model phenomenology with or without a light higgs es_ES
dc.type info:eu-repo/semantics/doctoralThesis es_ES
dc.subject.unesco UNESCO::FÍSICA::Física Teórica::Partículas elementales es_ES
dc.embargo.terms 1 month es_ES
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