The naturalness criterion for supersymmetric scenarios

• Autores: Sandra Clarisa Robles Portilla
• Directores de la Tesis: Jesús María Moreno Moreno (dir. tes.), Alberto Casas González (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2017
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Thomas Hambye (presid.), Óscar Manuel Vives García (secret.), Krzysztof Rolbiecki (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Desde hace mucho tiempo, la supersimetría (SUSY) ha sido considerada el principal paradigma de los modelos de física más allá del modelo estándar (ME), dado que provee un marco de trabajo que aborda el problema de las jerarquías del ME, produce acoplos gauge unificados y proporciona un buen candidato a materia oscura fría. Sin embargo, las búsquedas actuales de nueva física parecerían haber arrinconado a las versiones mínimas de estos modelos en zonas antinaturales de sus espacios de parámetros, según el escenario estándar de Natural SUSY. Con el objetivo de formular un criterio general de naturalidad para los modelos supersimétricos mínimos, hemos revisado meticulosamente la medida estándar del fine-tuning, la cual sólo se ocupa de las cancelaciones necesarias para obtener la escala de rompimiento de la simetría electrodébil, introduciendo varias mejoras tales como la mezcla de las condiciones del fine-tuning y las dependencias de las escalas de alta y baja energía. Es más, hemos descrito un método que permite derivar directamente límites de naturalidad sobre los parámetros iniciales y el espectro de masas de cualquier modelo estándar supersimétrico mínimo (MSSM), definido a un valor cualquiera de alta energía. Hemos aplicado este método a escenarios específicos para calcular un conjunto completo de límites de naturalidad, y también lo hemos utilizado para encontrar el modelo con rompimiento de SUSY por mediación gauge con el fine-tuning mínimo. Contrariamente a lo esperado, demostramos que modelos de SUSY naturales no exigen, en general, stops ligeros. Por otro lado, encontramos que el límite de naturalidad más riguroso es el de la masa del gluino, el cual típicamente determina el nivel de fine-tuning, pero depende fuertemente de la escala de alta energía. El resultado más robusto de Natural SUSY es, con diferencia, que los Higgsinos deben ser bastante ligeros. Además, hemos analizado otras fuentes potenciales de ajustes precisos en el MSSM, que si están presentes, tienen que ser combinados con el de la escala electrodébil. Los más importantes son el requerido para obtener la masa experimental del Higgs y el necesario para reproducir la abundancia correcta de materia oscura. Hemos cuantificado estos fine-tunings con medidas basadas en el p-value, lo que permite combinarlos multiplicativamente con el de la escala electrodébil. Con respecto a la materia oscura, hemos considerado que el neutralino más ligero es la partícula de materia oscura y hemos explorado las diferentes posibilidades de masa, composición e interacciones que pueden dar lugar a delicados ajustes de los parámetros iniciales para conseguir la densidad reliquia observada. Finalmente, con el propósito de ilustrar la utilidad de los criterios antes enunciados para estimar el grado global de naturalidad, hemos aplicado todos ellos a un modelo específico que cuenta con neutralinos de baja masa y sleptones ligeros a baja energía. Encontramos que estos escenarios son bastante antinaturales, cuando consideramos las antes mencionadas fuentes de ajustes finos, lo que habría pasado desapercibido si solamente hubiéramos considerado el fine-tuning electrodébil.