Tesis Magíster
Masa de quarks en modelos de dimensiónes extra
Autor
Dib-Venturelli, Claudio
Zerwekh-Arroyo, Alfonso
Díaz-Gutiérrez, Marco Aurelio
Universidad Técnica Federico Santa María
Institución
Resumen
Uno de los problemas esenciales no resueltos en el Modelo Estándar de las InteraccionesFundamentales es el origen de las masas de los fermiones, en particular lajerarquía de masas de los quarks: la razón entre la masa del quark más liviano ( quarkup) y del más pesado (quark top) es un factor de 5 órdenes de magnitud. Este rango tangrande de valores para parámetros libres no es natural en una teoría que se considerefundamental, de modo que debe haber una cusa para ello.Existen diversas propuestas para explicar esta jerarquía en forma natural, es decir,sin introducir a mano factores muy grandes o muy pequeños. Una de las propuestasse basa en modelos de campos en cinco dimensiones (5D) de Randall y Sundrum condos branas. La jerarquía de masas de los fermiones en estos modelos proviene de lalocalización de sus funciones de onda (perfiles) en la dimensión extra.El modelo de 5D estudiado, propuesto por Burdman y Da Rold, considera rupturadinámica de la simetría electrodébil, debido a la condensación de un quark de unacuarta generación. El campo de Higgs aparece entonces sólo como un campo efectivo,no fundamental, correspondiente a las perturbaciones del condensado. De este modo,las masas de los fermiones aparecen debido a operadores efectivos de cuatro fermiones,cuyo origen es subyacente en la teoría en 5D.Los parámetros de este modelo son las localizaciones de los quarks en la dimensiónextra (o lo que es equivalente, sus masas en la teoría en 5D) y los acoplamientos delos operadores de cuatro fermiones, que posteriormente dan origen a las masas. En elmodelo se presume que todas las masas de los quarks pueden ser obtenidas en formanatural, debido puramente a los perfiles de los campos en 5D, sin imponer jerarquía alos valores de los coeficientes de operadores de cuatro fermiones.En este trabajo hemos explorado esa posibilidad, especialmente tratando de obtenerla jerarquía real de los quarks mediante este mecanismo. Hemos encontrado que, enrigor, esto no es posible: si todos los acoplamientos de operadores de cuatro fermionesposeen un mismo valor, no es posible ajustar las localizaciones de los quarks para obtenerun espectro de masas realista en 4D, y por lo tanto la explicación de la jerarquía de lasmasas debe estar en la teoría subyacente en 5D.Hemos estudiado varias elecciones para los valores de los acoplamientos de los operadoresde cuatro fermiones, y logramos encontrar valores que permiten reproducir unespectro de masas realista para los quarks. Conjuntamente, hemos encontrado que conun ajuste más detallado de los coeficientes de cuatro fermiones es posible obtener tambiénvalores realistas para la matriz de Cabibbo-Kobayashi-Maskawa.