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Tesi etd-02272014-104022


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
PELAGGI, GIULIO MARIA
URN
etd-02272014-104022
Title
Dynamical generation of the weak and Dark Matter scale
Struttura
FISICA
Corso di studi
FISICA
Supervisors
relatore Prof. Strumia, Alessandro
Parole chiave
  • weak scale
  • dynamical
  • dark matter
Data inizio appello
20/03/2014;
Consultabilità
Completa
Riassunto analitico
Il lavoro è finalizzato a calcolare le predizioni sperimentali di un modello proposto in Hambye, Strumia, "Dynamical generation of the weak and Dark Matter scale", arXiv:1306.2329 [hep-ph], che abbandona la usuale linea di pensiero mainsteram (secondo cui la supersimmetria protegge la scala debole da divergenze quadratiche alla massa del bosone di Higgs) per esplorare uno scenario nuovo, nel quale le divergenze quadratiche sono ignorate, assumendo che non esistano scale di massa nella Lagrangiana fondamentale.
Scopo del modello è generare dinamicamente la scala debole e la materia oscura alla scala debole. A tal fine il modello introduce un nuovo gruppo di simmetria di gauge SU(2) X , un nuovo bosone scalare S e dei nuovi bosoni vettore
X: saranno proprio questi ultimi i candidati a rappresentare la materia oscura.
In particolare la lagrangiana ha un potenziale differente rispetto al Modello Standard: va sottolineata l'assenza di un termine di massa sia per l'higgs sia per il nuovo bosone scalare; entrambi prendono massa attraverso il meccanismo di Coleman-Weinberg, considerando la teoria ad un loop.
Il nuovo potenziale è formato da tre termini quartici: vi sarà il termine quartico dell'higgs, presente anche nel Modello Standard, un termine analogo per il bosone S e un termine di interazione quartica dei due campi scalari.
Inoltre, verrà introdotto nella lagrangiana il termine cinetico del nuovo scalare,
nonché il termine cinetico dei nuovi vettori.
I parametri lagrangiani introdotti sono λS , λH , λHS e gX , e se ne fisserà il valore a partire dai dati sperimentali noti. In particolare verranno usati i dati relativi al valore sperimentale della massa del bosone di Higgs, all'abbondanza di DM nell'universo e all'ampiezza di decadimento del muone. In aggiunta a questo, dato che nel modello avviene la rottura spontanea di simmetria, si
dovranno imporre le due equazioni che fissano il valore di aspettazione dei due campi scalari; in questo modo anche essi diventeranno parametri da determinare della teoria. Resta solo un parametro libero, che supponiamo essere gX , quindi tutte le quantità che si calcoleranno andranno studiate al variare di esso.
Si studierà infine, l'andamento della sezione d'urto di produzione del nuovo scalare in funzione della sua massa, considerando i bound previsti dagli esperimenti LEP, CMS ed ATLAS, e l'andamento della sezione d'urto di rilevazione diretta per i vettori X in funzione della loro massa, considerando i bound sperimentali di Xenon2012 e LUX2013.
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