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Fenomenología del quark top en la búsqueda de nueva física
Estefanía Coluccio Leskow Ezequiel Álvarez
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
El quark top fue descubierto en 1995 en el colisionador Tevatron de p¯p, en Fermilab. Es la partícula elemental más masiva que se conoce. El alto valor de su masa, significativamente por encima de la de los demás fermiones, y el de su acoplamiento al bosón de Higgs, sugieren que podría jugar un papel muy importante en el mecanismo de ruptura de simetría electrodébil. Sin embargo, su fenomenología no ha sido explorada completamente, dejando abierta la posibilidad de una potencial conexión con nueva física (NP del inglés New Physics). Si bien el Modelo Estándar (SM, del inglés Standard Model) explica prácticamente todos los resultados experimentales de colisionadores de manera notablemente exitosa, no puede ser considerado una teoría completa. El SM no puede explicar, entre otras cosas, las observaciones que indican presencia de materia oscura, la asimetría materia-antimateria del universo actual y el mecanismo de generación de masa de los neutrinos. Además, el SM no incorpora la gravedad ya que no se ha descubierto aún la manera de hacerlo en el marco de la mecánica cuántica y presenta un problema de naturalidad relacionado con la escala de ruptura electrodébil y la escala de Planck. Esto ha motivado que en una gran cantidad de extensiones del SM se espere NP a partir de la escala del TeV. Muchas de estas extensiones incorporan interacciones con corrientes neutras de cambio de sabor (FCNCs del inglés Flavour Changing Neutral Currents), con materia oscura (DM, del inglés Dark Matter), y con nuevos quarks vectoriales pesados. En este trabajo investigamos la fenomenología del quark top en la búsqueda de nueva física, en escenarios más allá del SM que introducen este tipo de interacciones y las usamos para abarcar distintas anomalías experimentales y hacer predicciones para intentar trazar el camino hacia su resolución. Uno de los resultados que están en desacuerdo con el SM es la asimetría forward backward medida en el Tevatron. La asimetría de carga por el contrario, medida en el Gran Colisionador Hadrónico, (LHC del inglés Large Hadron Collider), no presenta discrepancia con la predicción teórica. Motivados por conciliar el aparente conflicto entre ambas mediciones, proponemos un modelo con un bosón de gauge Z0 que interactúa mediante FCNCs y estudiamos su fenomenología en ambos aceleradores de partículas. El modelo Z´ introducido arriba, predice la existencia de la señal de monotop, que consiste en un quark top en asociación con una cantidad considerable de energía transversa faltante. Esta señal es una característica de varios modelos de NP, mientras que en el SM se encuentra suprimida. La producción de monotop se puede investigar mediante dos modos no correlacionados dependiendo del decaimiento del quark top: el modo hadrónico y el leptónico. El modo hadrónico ha sido estudiado con anterioridad, en este trabajo exploramos el modo leptónico que goza de la ventaja de ser considerablemente más limpio que el hadrónico. Así, estudiamos la producción y detección de monotops leptónicos en el LHC no sólo en el modelo Z0, sino también en otros dos escenarios que también presentan FCNCs. Por último, investigamos un modelo motivado por el problema de jerarquía del SM, en el cual el SM se extiende con operadores efectivos que parametrizan física a una escala de alta energía. Ampliamos el sector de Yukawa con un quark pesado de tipo vectorial, singlete del grupo de gauge de SU(2), que se mezcla predominantemente con el quark top del SM, y el sector escalar con un triplete escalar real. Encontramos que en este modelo el quark vectorial pesado tiene nuevos modos de decaimiento que no han sido considerados previamente en la literatura, algunos de ellos conducen a señales con una alta multiplicidad de quarks top. Palabras clave: Nueva Física, quark top, Tevatron, LHC.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
NUEVA FISICA; QUARK TOP; TEVATRON; LHC; NEW PHYSICS; TOP QUARK
Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2015 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2015-07-16
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