Estudio fenomenológico de extensiones del sector escalar del modelo estándar

Abstract

En esta tesis se abordan distintos estudios fenomenológicos de posibles extensiones en el sector escalar del Modelo Estándar de partículas y sus interacciones (SM). En el primero de los estudios realizados, el SM se extiende a partir de la inclusión de una interacción de tipo pseudoescalar entre el bosón de Higgs y el quark top, y la modificación de la intensidad del acoplamiento escalar usual. La presencia del nuevo acoplamiento y, en particular, la determinación del signo relativo entre los acoplamientos escalar y pseudoescalar se examinan a partir de la construcción y posterior análisis de sensibilidad de una colección de observables impares ante CP. El estudio llevado a cabo no solo permite recuperar los observables definidos en la literatura sino que también da lugar a observables superadores cuya importancia podría evidenciarse a corto plazo en el LHC. El segundo de los estudios extiende el contenido de partículas del SM introduciendo un triplete electrodébil escalar de leptoquarks, lo cual da lugar a nuevas interacciones leptón-quark. El impacto de este modelo en el espectro de neutrinos de ultra alta energía observado en IceCube y los límites que dicho espectro impone en los nuevos parámetros son analizados cuidadosamente, con especial interés en el ligero exceso de eventos observado en la región del PeV. Asimismo, se obtienen las restricciones provenientes tanto de búsquedas dedicadas y más generales en el LHC como de observables de física de bajas energías, las cuales se contrastan posteriormente con los resultados derivados en el contexto de IceCube. Por último, en el tercer estudio también se amplía el SM a partir de la introducción de nuevas partículas, más precisamente, suponiendo la presencia de un escalar cargado. Esta extensión es puesta a prueba en el decaimiento específico tau -> K pi pi nu a través de la construcción y análisis de observables pares e impares ante CP. Asimismo, se investiga la utilidad de los observables propuestos para testear el modelo concreto de dos dobletes de Higgs alineados. La sensibilidad del conjunto de observables construidos podría ser explotada en el contexto de las futuras Super fábricas de mesones B.