Setor eletrofraco fortemente acoplado na escala TeV: teoria e fenomenologia no LHC [thesis]

Eduardo Roberto De Lascio
Agradecimentos Eu gostaria de agradecer a ajuda a todos os que contribuíram de alguma forma para a realização deste trabalho. Agradeço a meus pais e minhas irmãs pelo apoio, a minha namorada pelo companheirismo, a meus amigos pelos incentivos e conselhos, a meu orientador por me mostrar diversas ideias e por toda a ajuda, aos professores que por seus conhecimentos e experiência contribuíram com a minha formação. Agradeço à FAPESP pelo apoio nanceiro. iii iv v vi Abstract This thesis presents
more » ... thesis presents studies concerning a possible extension of the Standard Model, its theoretical and phenomenological characteristics. Aspects of the Standard Model that are relevant for the analysis of the electroweak sector are studied. In order to solve the hierarchy problem, a space with ve dimensions is introduced, with the fth dimension curved and compactied in orbifold. Within this space scalar, spinorial and vectorial elds are analysed, showing excited modes, the so-called Kaluza-Klein modes. A fourth generation of fermions is included, which makes it possible to obtain a strongly coupled electroweak sector at the TeV scale, with quarks condensation. This mechanism is possible due to non-universal couplings with the rst Kaluza-Klein mode of the gluon, couplings which are stronger with the fourth generation quarks. The quarks parameters in the ve-dimensional space are determined, leading to the quark sector of the Standard Model as a low energy limit of the theory. The theoretical analysis is nished by the determination of the quarks couplings with the rst Kaluza-Klein mode of the gluon. Using the property of avor exchange by the gluon, even this being a neutral particle, a phenomenological study is carried out, showing that is possible to observe events at the LHC that indicate the existence of the strongly coupled sector, by means of the use of the cuts described in this work. vii viii Inicialmente, poder-se-ia considerar processos nos quais há produção de pares de quarks da quarta geração, a partir do primeiro modo de Kaluza-Klein do glúon. Este processo, devido a seu fundo muito expressivo (produção de pares pela QCD), exigiria, para observação do primeiro modo de Kaluza-Klein do glúon, luminosidade proibitiva no LHC, devendo ser este método descartado [9] . Devido ao fato de os acoplamentos entre o primeiro modo de Kaluza-Klein do glúon e os quarks não serem universais, em conjunto com o fato de haver mistura entre as gerações de quarks no setor eletrofraco, por meio da matriz CKM [2], chega-se a concluir que o primeiro modo de Kaluza-Klein do glúon troca sabor. Sendo uma partícula neutra, surge um fato novo e distintivo desta classe de teorias: a troca de sabor por correntes neutras, que em outras teorias seria prejudicial, ocorre a altas energias, sem violar os vínculos de precisão experimentais da física de sabor e fornecendo uma maneira alternativa de se observar seu sinal experimentalmente. Dado que na produção de pares u 4ū4 , d 4d4 via QCD não há troca de sabor a nível árvore, devem ser observados, como sinais distintivos desta teoria, os
doi:10.11606/t.43.2011.tde-02052012-101039 fatcat:qanm6c2enrcd3aku3xt6imgzdq