Decaimientos raros del top en Modelos Extendidos Ricardo Gaitán Centro de Investigaciones Teóricas, Facultad de Estudios Superiores - Cuautitlán, Universidad Nacional Autónoma de México, (FESC- UNAM). Omar G. Miranda Departamento de Física, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, (CINVESTAV). Luis G. Cabral-Rosetti Departamento de Física de Altas Energías, Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, (ICN-UNAM). Phys. Rev. D 72, 034018 (2005) Taller de Física del Sabor, San Luis Potosí del 8 al 9 de Septiembre de 2005.
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Decaimientos raros del top en Modelos Extendidos
Ricardo Gaitán Centro de Investigaciones Teóricas, Facultad de Estudios
Superiores - Cuautitlán, Universidad Nacional Autónoma de México, (FESC-UNAM).
Omar G. MirandaDepartamento de Física, Centro de Investigación y de Estudios
Avanzados del IPN, (CINVESTAV).
Luis G. Cabral-RosettiDepartamento de Física de Altas Energías, Instituto de Ciencias
Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, (ICN-UNAM).
Phys. Rev. D 72, 034018 (2005)
Taller de Física del Sabor, San Luis Potosí del 8 al 9 de Septiembre de 2005.
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
2
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
Plan de la Charla
1) Introducción
2) Un Modelo alternativo con simetría Izquierda-Derecha
3) Decaimientos del top y Higgs en el ALRM a) Restricciones al ángulo de mezcla t-c b) El decaimiento: t → H° + c c) El decaimiento: t → H° +
4) Resultados y Conclusiones
c̄
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
3
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
1) Introducción
Las mezclas afectarán los acoplamientos a la corriente neutra (CN) y la corriente cargada (CC) de los estados neutros conocidos, y entonces podrán ser restringidos por las pruebas de precisión del ME.
FERMIONES ORDINARIOS Y EXÓTICOS
2ZM
Varias extensiones del MODELO ESTÁNDAR (ME), tales como los Modelos con Simetría Izquierda-Derecha (Left-Right), SO(10) y E6, predicen la existencia de nuevos fermiones . Los resultados de LEP implican que estas nuevas partículas, si no son singletes bajo el grupo del ME, serían más pesadas que . Aún en el caso en que estas nuevas partículas sean demasiado pesadas para producirse directamente, su presencia afectaría la física a bajas energías, puesto que se mezclarían con los neutrinos del ME.
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
4
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
1) Introducción
En el Modelo Estándar
, ,
, ,
e
L L L
L L L
e
u c t
d s b
son dobletes de SU(2) son singletes de SU(2)
, , ,
, , ,
, ,
R R R
R R R
R R R
e
u c t
d s b
Hay varias posibilidades para nuevos fermiones. Los fermiones secuenciales son repeticiones de los fermiones conocidos, con asignaciones canónicas (dobletes L, singletes R) ante SU(2). Los fermiones espejo son singletes L y dobletes R de SU(2). Los dobletes vectoriales se refieren a nuevos quarks o leptones donde las componentes L y R son dobletes de SU(2). Los singletes vectoriales son nuevas partículas para las cuales L y R son singletes de SU(2). También se tienen neutrinos de Weyl singletes de SU(2). En este caso se pueden tener masas de Majorana o se pueden combinar parejas de neutrinos de Weyl para formar neutrinos de Dirac masivos.
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
5
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
1) Introducción
MEZCLAS LIGERO-PESADO
Los vectores para los estados propios débiles ordinarios y exóticos, tanto izquierdos como derechos se agrupan en el vector columna:
00
0
( )
ord
ex L R
n
Los vectores para los estados propios de masa ligeros (estándar) y pesados se agrupan en el vector columna: ( )
l
h L R
n
Los estados propios débiles y de masa están relacionados por transformaciones unitarias
0( ) ( )L R L Rn Un
con( )
( )
L R
L R
A EU
F G
, U U I
De la unitariedad de U se obtiene:
donde I es la matriz identidad, i.e.
A A F F A A E E I 0
0
II
I
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
6
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
1) Introducción
INTERACCIONES NEUTRAS CON CAMBIO DE SABOR DEL TOP
La siguiente generación de colisionadores de altas energías planeados o en construcción probarán el Modelo Estándar (ME) con alta precisión y explorarán energías más altas en la investigación de nueva física.
La nueva Física puede manifestarse de dos maneras: a través de señales directas incluyendo la producción de nuevas partículas o por desviaciones de las predicciones del ME para las partículas conocidas.
El quark top juega un papel importante en la búsqueda de desviaciones de las predicciones del ME por dos razones:
1) Debido a su gran masa, las correcciones radiativas que incluyen nuevas partículas, son frecuentemente más importantes que para los fermiones ligeros. 2) Su gran masa (aproximadamente 178 GeV’s) sugiere que podría tener un papel especial en el rompimiento de la simetría electrodébil.
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
7
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
1) Introducción
Quarks top serán copiosamente producidos en LHC y en colisionadores e+e- de alta energía como TESLA. Con tan grandes pruebas, se dispondrá de medidas precisas de sus acoplamientos para probar el ME.
De especial interés es el estudio de las corrientes neutras con cambio de sabor (FCNF) incluyendo el quark top. Los decaimientos del quark top inducidos por FCNC son eventos extremadamente raros en el ME.
En el ME,
13( ), ( ), ( ) 10BR t c BR t c Z BR c H 13( ) 10BR H t c
Considerando física más allá del ME, se abren nuevas posibilidades que pueden cambiar radicalmente los prospectos pesimistas para los decaimientos FCNC que incluyen un bosón de Higgs y un quark top
Modelos con dos dobletes de Higgs (2HDM) Modelo Estándar Mínimo Supersimétrico (MSSM)
Ejemplos:
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
8
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
2) Un Modelo alternativo con Simetría Izquierda-Derecha
LBRL USUSU )1()2()2(
00
0
0000
0
00
0
0
000
0
00
ˆ,ˆ,ˆˆˆ;,,
ˆ,ˆ
ˆˆ;,
iLiL
Ri
iiRiRiR
Li
iiL
iL
Ri
iiRiR
Li
iiL
dud
uQdu
d
uQ
ee
lee
l
vv ˆ
0
2
1ˆ;0
2
1
El grupo de norma del ALRM es:
cos)ˆ()(2ˆ
)ˆ(cos)(200
00
vesenveH
senveveH
Contenido fermiónico
Los campos de Higgs
donde representa en ángulo de mezcla de los Higgses neutros.
Los bosones de Higgs neutros masivos están dados por
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
9
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
2) Un Modelo alternativo con Simetría Izquierda-Derecha
Interacción quark-bosón de Higgs
Pauli.dematrizla
esdondey,ˆ~̂y~son
~̂~conjugadoscamposLosas.desconocidmatrices
son,ˆ,y3,2,1,donde
..ˆˆˆ~̂ˆˆ
ˆˆˆˆ~
2*
2*
2
)()()(
000000
000000
ii
yji
cHuudduQ
dQuQdQ
udij
udij
udij
jRiLuijjRiL
dijjLiR
uij
jLiRdijjRiL
uijjRiL
dij
qY
L
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
10
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
2) Un Modelo alternativo con Simetría Izquierda-Derecha
..)cosˆ(22
ˆ
)ˆcos(22
ˆ
cHHsenHFFM
mg
senHHM
mAA
g
RRR
W
fL
RW
fLLL
fY
L
Las interacciones a nivel árbol de los bosones de Higgs neutrosH, H con los fermiones ligeros están dadas por:^
árbol. nivel a FCNCer pueden ten se
, matrices las de dunitarieda no lapor que, versepuede ecuaciones últimas dos las De
mente.respectiva,)1(y,)2(,)2(desgeneradorelossony,ˆ,donde
,ˆ2
´,ˆˆ,
33
33,
a
LBRLaa
aaa
aaaRLa
a
A
USUSU
A
Z
Z
ggg
YTT
UY
TTU c.n.L-
La corriente neutra en términos de los estados propios de masa, incluyendo la contribución de la mezcla de los bosones de norma neutros, puede ser escrita como:
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
11
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
Restricciones al ángulo de mezcla entre el top y el charm
53.032
32323232
32
2
32
2
,
)(;)(
41
41
donde,)(
RRR
LLL
RLAV
AVctZ
AAAA
sr
cs
r
scg
tZggccse
W
W
W
W
WW
L
1.032
Del cálculo del BR t → Z + c y comparándolo con el límite experimental , se obtiene que
FCNC del top
De
Se obtiene que:
)1)(1( 2233
2
32
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
12
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
El decaimiento: t → H° + c
2/12222
22222
320
216
cos)(
cHtcHt
Hctt
F
mMmmMm
Mmmm
GcHt
LW
t PMmg
cos2
32
)()(
)(0
0
WbtcHt
cHtBR
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
13
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
El decaimiento: t → H° + c
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
14
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
El decaimiento: H°→ t +
2/12222
2223
22320
28
cos3)(
tcHctH
ctHH
tF
mmMmmM
mmMM
mGctH
c̄
quarkspara3y
leptonespara1,)/(donde
4124
cos)(
2
2/3222
0
f
fHff
fffHfF
f
C
CMm
MmGCffH
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
15
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
El decaimiento: H°→ t +
2
2/123
0
)/(donde
4128
cos)(
HWW
WHF
MM
MGWWH
c̄
22
2
2/1
4
22430
/y
)/(donde
1241
41216
cos)(
crstrsccX
MM
M
XMMGZZH
WWWWW
HZf
ZZ
ZZ
WHF
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
16
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
El decaimiento: H°→ t + c̄
R. GAITÁN O. G. MIRANDA L. G. CABRAL ROSETTI
Decaimiento raros del top en Modelos Extendidos
17
Taller
de F
ísic
a d
el S
ab
or,
San
Lu
is P
oto
sí
Resultados y Conclusiones
32
)( cHtBR 410
1) El modelo considerado permite valores relativamente grandes de .
2) El podría ser del orden de , que está al alcance de LHC.
3) El puede alcanzar un valor del orden de y también puede ser un canal útil para buscar señales de nueva física en LHC.
310
)( ctHBR
Related Documents
