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Symmetry breaking in particle physics from extra dimensions = Ruptura de simetrías en física de partículas mediante dimensiones extra / Leandro Da Rold ; Director: Álex Pomarol Clotet
Da Rold, Leandro
Pomarol Clotet, Álex, dir. (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)

Publicació: Bellaterra : Universitat Autònoma de Barcelona, 2006
Resum: Los principios de simetría han jugado un rol fundamental en la comprensión de la naturaleza. Sin embargo en general las simetrías no son exactas, sino que están rotas. El estudio de mecanismos de ruptura de simetrías es una de las áreas más activas de la física actual. En esta tesis se estudia la ruptura de simetrías en teorías con dimensiones extra. La motivación principal es que la física de dimensiones extra provee nuevos mecanismos de ruptura de simetrías. En particular se estudian la ruptura de la simetría quiral de QCD y la ruptura de la simetría electrodébil (EW) del Modelo Estandard (SM). En cuanto a la simetría quiral de QCD, se propone un modelo efectivo 5D que describe la ruptura quiral en el sector de mesones. Se describen los sectores escalar, pseudoescalar, vectorial y axial de mesones mediante un modelo en espacio curvo 5D. Como QCD en el límite de gran N se trata de un modelo de resonancias débilmente acopladas, motivo por el cual es posible realizar cálculos analíticos. Se predicen las masas, constantes de decaimientos y acoplamientos entre los mesones en términos de los parámetros 5D. También se calculan los parámetros del lagrangiano quiral de piones de QCD. Todas las predicciones coinciden con los resultados experimentales dentro del rango de validez del modelo. Las predicciones son robustas y algunas relaciones son consecuencia de la simetría gauge 5D. En segundo lugar se estudia la ruptura de la simetría EW en un modelo con un Higgs compuesto en el marco de una teoría 5D en AdS. El modelo da una descripción realista del sector EW. La ruptura EW es un efecto dinámico debido principalmente a contribuciones del top. En una región grande del espacio de parámetros los observables de precisón EW son compatibles con sus cotas experimentales. Además, en el modelo, las desviaciones de la interacción Zbb respecto de las predicciones del SM están protegidas por una simetría. El modelo predice un Higgs liviano cuya masa está correlacionada con la masa de la resonancia fermiónica más ligera. El top Right es esencialmente una partícula compuesta, por lo que se esperan desviaciones respecto del SM en este sector. Por último se presenta un método para calcular correcciones radiativas en teorías con dimensiones extra. El método es muy útil para separar contribuciones finitas y divergentes.
Resum: Symmetry is at the basis of our knowledge of nature. It has been one of the most powerful tools to build our present understanding in theoretical physics. However, there are many symmetries that are only partially observed in nature, they are broken. Much of the current research is directly related with the study and comprehension of symmetry breakdown. This thesis is devoted to the study of symmetry breaking in theories with extra dimensions. In particular we study the breakdown of the chiral symmetry of quantum chromodynamics (QCD) and the breakdown of the electroweak (EW) symmetry of the Standard Model (SM). We propose a 5D model to study the chiral symmetry breaking of QCD in the meson sector, in particular the vector, axial-vector, scalar and pseudoscalar. Alike large N QCD this is a model of weakly coupled resonances, we are able to do analytical calculations. We compute the spectrum, decay constants and interactions between the mesons in terms of the 5D parameters of the model. The model also predicts the constants of the low-energy chiral lagrangian of QCD, the quark masses and other physical quantities. We show that, within the range of validity of our model, all the predictions are in good agreement with the experimental results. The predictions are robust under modifications of the metric in the IR and some of the relations arise as a consequence of the 5D gauge symmetry. We describe the EW symmetry breakdown in a composite Higgs model in the framework of a 5D theory. The model is fully realistic and the EW symmetry is broken dynamically by top loop effects. In a large region of the parameter space the EW precision observables are below their experimental bounds. The deviations of the interaction Zbb form the predictions of the SM are protected by a symmetry. Since the 5D model is weakly coupled we are able to compute the Higgs potential. The Higgs mass is small and it is correlated with the mass of the lightest fermionic resonance. The top right is mostly composite and we expect deviations from the SM in this sector. As most of the calculations have been made at tree level, we develop a winding mode formalism to compute radiative corrections in theories with extra dimensions. The method is very useful to separate finite from divergent contributions.
Nota: Bibliografia
Nota: Tesi doctoral - Universitat Autònoma de Barcelona, Facultat de Ciències, Departament de Física, 2006
Nota: Consultable des del TDX
Nota: Títol obtingut de la portada digitalitzada
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Llengua: Anglès.
Document: Tesis i dissertacions electròniques ; doctoralThesis
Matèria: Partícules (Física nuclear) ; Holografia ; Simetria trencada (Física)
ISBN: 846900445X

Adreça alternativa:: http://hdl.handle.net/10803/3377


124 p, 755.6 KB

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Documents de recerca > Tesis doctorals

 Registre creat el 2009-05-07, darrera modificació el 2016-06-05



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