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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.43.2021.tde-20042021-010001
Documento
Autor
Nombre completo
Luighi Pierre Santos Leal
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2021
Director
Tribunal
Funchal, Renata Zukanovich (Presidente)
Dias, Alex Gomes
Fong, Chee Sheng
Título en portugués
Momento magnético anômalo do múon e μ → e γ além do modelo padrão
Palabras clave en portugués
Momento magnético do múon; Decaimento do múon em elétron e fóton; Simetria left-right; Mecanismo de seesaw
Resumen en portugués
Os experimentos de alta precisão em física de partículas servem como testes rigorosos do Modelo Padrão. A medida experimental do momento magnético anômalo do múon indica uma diferença significativa entre esse valor e a previsão do Modelo Padrão, o que pode ser um indicativo de nova física. Além disso, muitas teorias que se propõem a explicar essa discrepância podem gerar contribuições para o decaimento μ → e γ com magnitudes muito superiores à previsão do Modelo Padrão, o que pode ser medido experimentalmente em experimentos futuros. Nesse trabalho formalizamos como obter essas contribuições em Teoria Quântica de Campos, destacando a relação entre esses observáveis. Introduzimos também as integrais de Passarino-Veltman, bem como a ferramenta dos projetores, que foram utilizadas no cálculo das contribuições. Com isso, estudamos diversas contribuições eletrofracas para esses observáveis, incluindo interações com bósons escalares e vetoriais, neutros e carregados, de onde obtivemos expressões analíticas para essas contribuições e discutimos os casos em que elas podem explicar o valor experimental do momento magnético do múon, respeitando os limites experimentais do decaimento. Por fim, aplicamos os resultados obtidos em uma teoria com simetria left-right, onde estudamos dois tipos de mecanismos de seesaw que podem surgir no contexto desse modelo e analisamos o efeito das novas partículas nos observáveis em que estamos interessados.
Título en inglés
Muon anomalous magnetic moment and μ → e γ beyond the Standard Model
Palabras clave en inglés
Muon magnetic moment; Muon decay to electron and photon; Left-right symmetry; Seesaw mechanism
Resumen en inglés
The high-precision experiments in particle physics serve as rigorous tests of the Standard Model. The experimental measurement of muon anomalous magnetic moment indicates a significant difference between this value and the Standard Model prediction, which may be indicative of new physics. In addition, many theories that propose to explain this discrepancy can generate contributions to μ → e γ decay with magnitudes much bigger than Standard Model prediction, which can be measured experimentally in future experiments. In this work, we formalized how to obtain these contributions in Quantum Field Theory, highlighting the relationship between these observables. We also introduced the Passarino-Veltman integrals, as well as the projectors tool, which were used in the calculation of these contributions. With that, we studied several electroweak contributions to these observables, including interactions with scalar and vector bosons, neutral and charged, from where we obtained analytical expressions for these contributions and discussed the cases in which they can explain the experimental value of muon magnetic moment, respecting the decay experimental limits. Finally, we applied our results in a theory with left-right symmetry, where we studied two types of seesaw mechanisms that can arise in the context of this model context and analyzed the effect of new particles on the observables that we are interested in.
 
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Fecha de Publicación
2021-05-27
 
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