Resumen de Heavy particle effects on HEFT
l Modelo Estándar, el SM, describe con gran precisión tres de las cuatro fuerzas fundamentales: cromodinámica cuántica, electromagnetismo y la interacción débil. Sin embargo, pese al inmenso éxito del SM, hay una gran variedad de fenómenos que no explica como por ejemplo la materia oscura, energía oscura y la gravedad. Esto sugiere que el SM ha de ser complementado con nuevos grados de libertad que, al no ser observados en los colisionadores actuales, se encontrarían a altas energías.
En esta situación, debido a la ausencia de grandes efectos producidos por estos nuevos grados de libertad, las Teorías Efectivas de Campo, las EFTs, son la herramienta adecuada para estudiar el sector electrodébil donde nueva Física puede ser descubierta.
Esta es la razón que nos ha motivado a utilizar en esta tesis principalmente el Higgs Effective Field Theory, el HEFT, la teoría más general que describe el sector electrodébil, para estudiar el impacto de partículas pesadas en HEFT. Con este objetivo, hemos explorado dos vías:
El impacto de quarks top presentes en el SM. Debido a que el efecto de este quark es proporcional a su masa, hemos considerado el quark más pesado en procesos de colisiones de bosones electrodébiles. Para ello, hemos estudiado las contribuciones a one-loop de quarks top y bottom a la parte imaginaria de las mencionadas amplitudes en función de los parámetros de HEFT. Se ha comparado esta contribución con las producidas por los loops de bosones a los mismos procesos, encontrándose que hay espacios de parámetros donde las contribuciones debido a los quark son relevantes y producen efectos dominantes. Adicionalmente, hemos estudiado el efecto de la inclusión del quark bottom, encontrando que produce efectos significativos mientras el quark top sea pesado. Por todas estas razones, un análisis preciso ha de incluir los efectos de los quarks para caracterizar correctamente los procesos de vector boson scattering. Finalmente, hemos estudiado la estabilidad de los máximos de las correcciones de quarks, encontrando que estos máximos son fuertemente sensibles a los valores del resto de los parámetros de HEFT.
El efecto de partículas escalares más allá del SM. Hemos extendido el SM añadiendo tres nuevos modelos: Extensión Escalar Real, Dos Dobletes de Higgs y la Extensión Escalar Compleja. Hemos calculado los efectos de las partículas resultantes de estos modelos que modifican los valores de los acoplos de HEFT. En particular, hemos considerado distintos escenarios y jerarquías para los acoplos y parametrizaciones de los modelos que dan lugar a diferenciados HEFTs. En este sentido, hemos estudiado el efecto de los vértices de HEFT que podrían detectados en experimentos futuros. Adicionalmente, hemos considerado el Standard Model Effective Field Theory, el SMEFT, una teoría que utiliza una parametrización diferente a la de HEFT y estudiado los efectos de estas extensiones escalares en SMEFT. Uno de los resultados principales es la definición de un power counting de decoupling necesario para la existencia de SMEFT para cada modelo.
