Física além do modelo padrão: desafios teóricos e fenomenológicos - testes de precisão eletrofracos (2020)
- Authors:
- Autor USP: NASCIMENTO, FERNANDA HÜLLER - IF
- Unidade: IF
- Sigla do Departamento: FMA
- DOI: 10.11606/D.43.2020.tde-12122020-140241
- Subjects: FÍSICA TEÓRICA; FÍSICA DE PARTÍCULAS; PARTÍCULAS ELEMENTARES; TEORIA QUÂNTICA DE CAMPO; SIMETRIA (FÍSICA DE PARTÍCULAS)
- Keywords: BOSON Z\'; MODELO PADRÃO; MOMENTO MAGNÉTICO ANÔMALO DO MÚON; PORTAIS VETORIAIS; TESTES DE PRECISÃO ELETROFRACOS; ELECTROWEAK PRECISION MEASUREMENTS; MUON ANOMALOUS MAGNETIC MOMENT; STANDARD MODEL; VECTOR PORTALS; Z\' BOSON
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Graças ao trabalho de milhares de físicos nos últimos 80 anos, atualmente nós temos uma compreensão extraordinária de como a natureza se comporta em altas energias. Tudo no Universo, do quasar mais distante ao menor átomo, é constituído do que chamamos de partículas fundamentais. Essas partículas são governadas por quatro diferentes forças: forte, fraca, eletromagnética e gravitacional. Desenvolvido no início da década de 1970, o chamado Modelo Padrão da física de partículas é capaz de descrever como as partículas estão relacionadas a três dessas forças. Desde que foi proposto, o Modelo Padrão conseguiu explicar diversos resultados experimentais com uma precisão excepcional. Além disso, foi capaz de prever corretamente a existência de muitas novas partículas, incluindo o famoso bóson de Higgs. No entanto, embora seja nossa melhor descrição do mundo subatômico até agora, o Modelo Padrão não explica o quadro completo. Um dos maiores problemas é que a teoria falha em descrever a gravidade e explicar o porquê dessa força fundamental ser muito mais fraca do que as demais. Outra grande dificuldade é o que os físicos chamam de problema da hierarquia, que se refere à sensibilidade da massa do Higgs à novas escalas. Há ainda muitas outras questões deixadas sem resposta pelo Modelo Padrão, como a assimetria entre matéria e antimatéria, a natureza da matéria escura e da energia escura, o problema da violação CP forte e a massa dos neutrinos. Assim, ficou claro que deve haver nova física escondida no Universo. Nos últimos anos, os físicos têm se dedicado ao desenvolvimento de diferentes extensões do Modelo Padrão. Como os testes de precisão foram cruciais para estabelecer a validade da nossa atual descrição, eles também serão importantes para determinar se nova física já está se manifestando nos dados experimentais.Focando nas restrições fenomenológicas que os testes de precisão podem impor sobre o setor eletrofraco, pretendemos buscar um novo programa de precisão no qual serão consideradas as modificações mais genéricas devido à nova física. Nós aplicaremos este formalismo à teorias que estendem a simetria de gauge do Modelo Padrão com um novo grupo Abeliano chamado U(1)X. O bóson de gauge associado a U(1)X pode se misturar com o bóson Z e o fóton do Modelo Padrão através de um termo cinético. Além disso, dependendo de como escolhemos quebrar essa simetria extra, o novo bóson de gauge X pode também se misturar com ambos a partir de um termo de massa. Como mostraremos, tais misturas implicam em três novos auto-estados. O fóton e o bóson Z que observamos agora serão uma mistura dos campos do modelo padrão e do bóson X. O mesmo é verdade para o terceiro auto-estado observável, conhecido como bóson Z'. Neste trabalho, propomos que o Z' tenha uma massa na região do MeV-GeV. Essa faixa de massa tem sido de grande interesse para os físicos, já que novas partículas podem ser muito leves e, ainda assim, não terem sido descobertas nos aceleradores de partículas. Acreditamos que as modificações dos observáveis eletrofracos devido à presença de um bóson Z' leve não foram estudadas sistematicamente na literatura. Portanto, nossa análise consiste em realizar um fit global para a massa do bóson W e outros onze observáveis medidos na ressonância do Z. Isso nos permite determinar uma região de exclusão no espaço de parâmetros do nosso modelo, estabelecendo a faixa de massa do bóson Z' que é consistente com os atuais dados experimentais. Finalmente, podemos verificar se nosso modelo é capaz de explicar a tensão entre os valores teórico e experimental do momento magnético do múon. Essa discrepância tem sido considerada uma das restrições mais rigorosas sobre os potenciais efeitos de nova física.
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- Data da defesa: 25.11.2020
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
NASCIMENTO, Fernanda Hüller. Física além do modelo padrão: desafios teóricos e fenomenológicos - testes de precisão eletrofracos. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-12122020-140241/. Acesso em: 30 abr. 2024. -
APA
Nascimento, F. H. (2020). Física além do modelo padrão: desafios teóricos e fenomenológicos - testes de precisão eletrofracos (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-12122020-140241/ -
NLM
Nascimento FH. Física além do modelo padrão: desafios teóricos e fenomenológicos - testes de precisão eletrofracos [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 30 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-12122020-140241/ -
Vancouver
Nascimento FH. Física além do modelo padrão: desafios teóricos e fenomenológicos - testes de precisão eletrofracos [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 30 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-12122020-140241/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.43.2020.tde-12122020-140241 (Fonte: oaDOI API)
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