Predicción de la masa del Higgs en el modelo supersimétrico

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Predicción de la masa del Higgs en el modelo supersimétrico"

1 Predicción de la masa del Higgs en el modelo supersimétrico Javier Díaz García Director del trabajo: Sven Heinemeyer Trabajo de fin de grado. Grado en Física Universidad de cantabria / CSIC Junio 2014

2 Indice 1. Objetivos 2. El Modelo Standard Partículas fundamentales e interacciones Doblete de Higgs y vev Correcciones radiativas 3. Supersimetría y el MSSM Que es la supersimetría y por qué nos interesa Qué es el MSSM Sector de Higgs en el MSSM 4. Análisis y conclusiones Escenarios y parámetros relevantes Predicciones para la Masa del Higgs Conclusiones

3 Objetivos La masa del bosón de Higgs en el modelo Standard es un parámetro libre Modelo más allá: MSSM En el MSSM existen cinco bosones de Higgs: h, H, A, H ± Existen ciertos parámetros libres en el MSSM: X t, M H ±,tan M h se relaciona con estos parámetros M h X t Análisis: dependencia de con complejo

4 El Modelo Standard: partículas e interacciones Qué es el Modelo Standard Partículas de fuerza y partículas de materia Interaccion EM Interaccion débil Interacción Fuerte Partícula de Higgs: completando el SM

5 El Modelo Standard: Doblete de Higgs y vev Descubrimiento del bosón de Higgs en 2012 Doblete de Higgs: = 0 Campo de Englert-Brout Higgs (EBH) y las constantes de acoplamiento V = 2 2 M H exp =125.6±3.1

6 El Modelo Standard: Correcciones radiativas Las correcciones cuánticas modifican la masa inicial Son consecuencia directa del principio de incertidumbre E t ħ En el modelo Standard: M 2 2 H ~ M planck Corrección cuántica a la masa del Higgs

7 El Modelo Standard: Problemas Materia y energía oscura: No hay candidatos Gravedad: No un modelo cuántico de gravedad en el Modelo Standard Jerarquía: La masa del Higgs no converge Violación CP: Por qué no vemos tanta materia como antimateria?

8 SUSY y MSSM: Qué es y por qué nos interesa Supersimetría: Unión de bosones y fermiones bajo un mismo marco Ruptura de simetría (Soft SUSY Breaking) Solución a los problemas del SM Candidato CDM Vias para incluir la gravitación Jerarquia Violación CP

9 SUSY y MSSM: Partículas en el MSSM Modelo supersimétrico mínimo Nueva fenomenología: 5 bosones de Higgs Candidato para la materia oscura fría:

10 SUSY y MSSM: Sector de Higgs Dos dobletes en lugar de uno: H u= H u 0 H u = u v u d i u /2 ; H = H 0 d d H d = v i / d d d 2 d Mayor número de grados de libertad Constantes de acoplamiento y parámetros del MSSM tan = v u v d

11 SUSY y MSSM: Acoplamiento de h al squark top X t Importancia de en las correcciones radiativas X t = A t tan A t A t es proporcional al acoplamiento h t t Un acoplamiento complejo es el caso más general A t = A t e i A Posibles nuevas dependencias Nuevos escenarios para la busqueda de los Higgs

12 Análisis: Parámetros M SUSY : Masa soft SUSY breaking para los squarks top y bottom. :Higgs mixing parámeter A t m 2 2 t 1,2 M SUSY m 2 t m t X t : medida de la intensidad en el acoplamiento de los bosones de Higgs neutros con los squark top.

13 Análisis: Búsqueda de escenarios Busqueda de escenarios más acordes con los resultados

14 Análisis: Escenarios más relevantes m h max :Valores máximos de M h mod m h : Reduce el parámetro de mezcla X t para max adecuar m h a las observaciones. phobic : Acoplamiento reducido de h a quarks bottom y leptones que en principio concuerda con la masa experimental del bosón h.

15 Análisis: Escenarios más relevantes m h max m h mod phobic M SUSY /GeV /GeV A t /GeV Calculos mediante el uso del programa FeynHiggs desarrollado en el IFCa

16 Análisis: Vista de escenarios Los valores para la masa del Higgs ligero se corresponden con planos de corte Calculos realizados para MSSM completo

17 Análisis: Zonas de exclusión Zonas roja y azul: Regiones excluidas Zona blanca: Regiones aún no excluidas por búsquedas directas Zona verde Región adecuada para la masa y su relación con otros parámetros

18 Análisis: Escenario m h max tan M H ± Acoplamiento real Acoplamiento Imaginario =0 =/2 Se observa un incremento en el area permitida para los parámetros M H ± tan M H ±

19 tan Análisis: Escenario m h mod+ M H ± Acoplamiento Real Acoplamiento Imaginario =0 =/2 Los valores del espacio de parámetros se ajustan para rangos inferiores de la masa del Higgs

20 tan Análisis: Escenario τ-phobic M H ± M H ± Acoplamiento Real Acoplamiento Imaginario =0 =/2 La masa del Higgs solo resulta válida para valores muy elevados en el espacio de parámetros

21 Conclusiones Dependencia M h X t

22 Conclusiones: Comparativas

23 Conclusiones Escenarios más relevantes para la búsqueda del Higgs h: phobic m h max m h mod Nuevas búsquedas del Higgs En general observamos: M h At =0M h At =/2M h At = Rangos permitidos para M H ± tan

Documentos relacionados

Facultad de Ciencias. Predicción de la masa del Higgs en el modelo supersimétrico (Predictions for Higgs masses on supersymmetric model)

Facultad de Ciencias. Predicción de la masa del Higgs en el modelo supersimétrico (Predictions for Higgs masses on supersymmetric model) Facultad de Ciencias Predicción de la masa del Higgs en el modelo supersimétrico (Predictions for Higgs masses on supersymmetric model) Trabajo de Fin de Grado para acceder al GRADO EN FÍSICA Autor: Javier