O bóson de Higgs no modelo padrão das interações eletrofracas: aspectos fenomenológicos do setor escalar e resultados experimentais

Pós-graduação em Física - FEG

Suche nach einem leichten Higgs-Boson im Kanal WH ev e bb in pp-Kollisionen bei s=1.96 TeV am DO-Detektor des Tevatron

Eine wichtige Komponente des Standardmodells der Teilchenphysik bildet der Higgs-Mechanismus, der benötigt wird um den vom Standardmodell beschriebenen Teilchen Masse zu verleihen. Dieser Mechanismus beinhaltet jedoch ein weiteres schweres Elementarteilchen das bislang noch nich beobachtet werden konnte. Die Suche nach diesem Teilchen ist eines Hauptziele der derzeitigen Forschung an Teilchenbeschleunigern. Diese Arbeit untersucht die vom D0-Detektor am Tevatron des Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) aufgezeichneten Daten von ppbar-Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie von sqrt{s}=1.96 TeV, um im Kanal WH -> enu bb nach einem leichten Higgs-Boson zu suchen. Darüber hinaus wird der Produktionswirkungsquerschnitt der Wbb-Produktion ermittelt. Für die Analyse stand eine integrierte Luminosität von L=255pb^{-1} zur Verfügung. Zur Selektion dieser Prozesse, werden Ereignisse ausgewählt, die Elektronen und fehlenden Transversalimpuls enthalten, sowie mindestens zwei Jets, die sich als b-Jets identifizieren lassen. Um eine effiziente Selektion zu erhalten, wurden Schnitte auf verschiedene Kenngrößen entwickelt, getestet und optimiert. Aus den selektierten Ereignissen wird der Wbb-Wirkungsquerschnitt ermittelt, der für Ereignisse angegeben wird, in denen die b-Quarks p_T>8 GeV und |eta|<3 erfüllen. Der unter Berücksichtigung des Verzweigungsverhältnisses BR(W->enu)=0.108 errechnete Wert ist sigma(Wbb)=21.8 pb (+15.5; -20.0 pb(sys+stat)). Wegen der geringen Signifikanz der Messung von etwa 1.2sigma wurden die Ereigniszahlen auch zur Berechnung einer oberen Grenze auf den Wirkungsquerschnitt verwendet, die sich bei einem Konfidenzniveau von 95% zu sigma^95(Wbb)=60.9pb ergibt. Ebenso wurden Grenzen auf den WH-Produktionswirkungsquerschnitt ermittelt. Dafür wurde die statistische Methode von Feldman und Cousins angewandt, nachdem sie nach den Vorschlägen von Conrad et al. erweitert worden war, um systematische Unsicherheiten zu berücksichtigen. Für ein Standardmodell Higgs-Boson der Masse 115 GeV kann eine obere Grenze auf den Produktionswirkungsquerschnitt von sigma^{95} (WH)=12.2pb angegeben werden. Für höhere Massen bis 135 GeV werden ähnliche Grenzen ermittelt.

Vector Theory of Spontaneous Lorentz Violation

Classical electromagnetism predicts two massless propagating modes, which are known as the two polarizations of the photon. On the other hand, if the Lorentz symmetry of classical electromagnetism is spontaneously broken, the new theory will still have two massless Nambu-Goldstone modes resembling the photon. If the Lorentz symmetry is broken by a bumblebee potential that allows for excitations out of the minimum, then massive modes arise. Furthermore, in curved spacetime, such massive modes will be created through a process other than the usual Higgs mechanism because of the dependence of the bumblebee potential on both the vector field and the metric tensor. Also, it is found that these massive modes do not propagate due to the extra constraints.

Alguns aspectos sobre a geração dinâmica de massa em modelos de Technicolor

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Ein, zwei Punkte zu Nichtkommutativer Geometrie und Quantenfeldtheorie auf diskreten Räumen

Über viele Jahre hinweg wurden wieder und wieder Argumente angeführt, die diskreten Räumen gegenüber kontinuierlichen Räumen eine fundamentalere Rolle zusprechen. Unser Zugangzur diskreten Welt wird durch neuere Überlegungen der Nichtkommutativen Geometrie (NKG) bestimmt. Seit ca. 15Jahren gibt es Anstrengungen und auch Fortschritte, Physikmit Hilfe von Nichtkommutativer Geometrie besser zuverstehen. Nur eine von vielen Möglichkeiten ist dieReformulierung des Standardmodells derElementarteilchenphysik. Unter anderem gelingt es, auch denHiggs-Mechanismus geometrisch zu beschreiben. Das Higgs-Feld wird in der NKG in Form eines Zusammenhangs auf einer zweielementigen Menge beschrieben. In der Arbeit werden verschiedene Ziele erreicht:Quantisierung einer nulldimensionalen ,,Raum-Zeit'', konsistente Diskretisierungf'ur Modelle im nichtkommutativen Rahmen.Yang-Mills-Theorien auf einem Punkt mit deformiertemHiggs-Potenzial. Erweiterung auf eine ,,echte''Zwei-Punkte-Raum-Zeit, Abzählen von Feynman-Graphen in einer nulldimensionalen Theorie, Feynman-Regeln. Eine besondere Rolle werden Termini, die in derQuantenfeldtheorie ihren Ursprung haben, gewidmet. In diesemRahmen werden Begriffe frei von Komplikationen diskutiert,die durch etwaige Divergenzen oder Schwierigkeitentechnischer Natur verursacht werden könnten.Eichfixierungen, Geistbeiträge, Slavnov-Taylor-Identität undRenormierung. Iteratives Lösungsverfahren derDyson-Schwinger-Gleichung mit Computeralgebra-Unterstützung,die Renormierungsprozedur berücksichtigt.

Produção de charginos no ilc

O principal objetivo desta dissertação é a produção de charginos (partículas supersimétricascarregadas) leves no futuro acelerador internacional linear de e +e− (ILC) para diferentescenários de quebra de supersimetria. Charginos são partículas constituídas pela mistura docampo Wino carregado com o Higgsino carregado. A principal motivação para se estudar teorias supersimétricas deve-se ao grande número de problemas do Modelo Padrão (SM) que esta consegue solucionar, entre eles: massa dos neutrinos, matéria escura fria e o ajuste-fine (finetuning). Além disso, estudamos os princípios fundamentais que norteam a física de partículas,isto é, o princípio de gauge e o mecanismo de Higgs.

A two-Higgs doublet model with remarkable CP properties

We analyze generalized CP symmetries of two-Higgs doublet models, extending them from the scalar to the fermion sector of the theory. We show that, other than the usual CP transformation, there is only one of those symmetries which does not imply massless charged fermions. That single model which accommodates a fermionic mass spectrum compatible with experimental data possesses a remarkable feature. Through a soft breaking of the symmetry it displays a new type of spontaneous CP violation, which does not occur in the scalar sector responsible for the symmetry breaking mechanism but, rather, in the fermion sector.

Theory and phenomenology of two-higgs-doublet models

We discuss theoretical and phenomenological aspects of two-Higgs-doublet extensions of the Standard Model. In general, these extensions have scalar mediated flavour changing neutral currents which are strongly constrained by experiment. Various strategies are discussed to control these flavour changing scalar currents and their phenomenological consequences are analysed. In particular, scenarios with natural flavour conservation are investigated, including the so-called type I and type II models as well as lepton-specific and inert models. Type III models are then discussed, where scalar flavour changing neutral currents are present at tree level, but are suppressed by either a specific ansatz for the Yukawa couplings or by the introduction of family symmetries leading to a natural suppression mechanism. We also consider the phenomenology of charged scalars in these models. Next we turn to the role of symmetries in the scalar sector. We discuss the six symmetry-constrained scalar potentials and their extension into the fermion sector. The vacuum structure of the scalar potential is analysed, including a study of the vacuum stability conditions on the potential and the renormalization-group improvement of these conditions is also presented. The stability of the tree level minimum of the scalar potential in connection with electric charge conservation and its behaviour under CP is analysed. The question of CP violation is addressed in detail, including the cases of explicit CP violation and spontaneous CP violation. We present a detailed study of weak basis invariants which are odd under CP. These invariants allow for the possibility of studying the CP properties of any two-Higgs-doublet model in an arbitrary Higgs basis. A careful study of spontaneous CP violation is presented, including an analysis of the conditions which have to be satisfied in order for a vacuum to violate CP. We present minimal models of CP violation where the vacuum phase is sufficient to generate a complex CKM matrix, which is at present a requirement for any realistic model of spontaneous CP violation.

A dynamical mechanism to explain the top-bottom quark mass hierarchy

We discuss the mass splitting between the the top and bottom quarks in a technicolor scenario. The model proposed here contains a left-right electroweak gauge group. An extended technicolor group and mirror fermions are introduced. The top-bottom quark mass splitting turns out to be intimately connected to the breaking of the left-right gauge symmetry. Weak isospin violation occurs within the experimental limits.

Probing intermediate mass Higgs interactions at the CERN large hadron collider

We analyze the potentiality of the CERN Large Hadron Collider to probe the Higgs boson couplings to the electroweak gauge bosons. We parametrize the possible deviations of these couplings due to new physics in a model independent way, using the most general dimension-six effective lagrangian where the SU(2)(L) x U(1)(Y) is realized linearly. For intermediate Higgs masses, the decay channel into two photons is the most important one for Higgs searches at the LHC, We study the effects of these new interactions on the Higgs production mechanism and its subsequent decay into two photons. We show that the LHC will be sensitive to new physics scales beyond the present limits extracted from the LEP and Tevatron physics. (C) 2000 Elsevier B.V. B,V, All rights reserved.

IDENTIFYING THE HIGGS-BOSON IN ELECTRON-PHOTON COLLISIONS

We analyze the production and detection of the Higgs boson in the next generation of linear e+e-colliders operating in the egamma mode. In particular, we study the production mechanism e+gamma --> egammagamma --> e + H, where one photon is generated via the laser backscattering mechanism, while the other is radiated via the usual bremsstrahlung process. We show that this is the most important mechanism for Higgs boson production in a 500 GeV egamma collider for M(H) greater than or similar to 140 GeV. We also study the signals and backgrounds for detection of the Higgs boson in the different decay channels bbBAR, W+W-, and ZZ, and suggest kinematical cuts to improve the signature of an intermediate-mass Higgs boson.

NEUTRAL CURRENTS AND GLASHOW-ILIOPOULOS-MAIANI MECHANISM IN SU(3)L-CIRCLE-TIMES-U(1)N MODELS FOR ELECTROWEAK INTERACTIONS

We study the Glashow-Iliopoulos-Maiani mechanism for flavor-changing neutral-current suppression in both the gauge and Higgs sectors, for models with SU(3)L X U(1)N gauge symmetry. The models differ from one another only with respect to the representation content. The main features of these models are that in order to cancel the triangle anomalies the number of families must be divisible by three (the number of colors) and that the lepton number is violated by some lepton-gauge bosons and lepton-scalar interactions.

Soluções do tipo vórtice em um modelo de Maxwell-Chern-Simons-Higgs com campos de Gauge distintos

Pós-graduação em Física - FEG

Soluções tipo vórtex em teorias de gauge Chern-Simons-Maxwell-Higgs

Pós-graduação em Física - IFT