NAGIOS: RODERIC FUNCIONANDO

Hunting for new physics signals in the LHC era

Repositori DSpace/Manakin

Valencià Castellano

Inici
Investigació
e-prints
22 - Física
Visualitza element

IMPORTANT: Aquest repositori està en una versió antiga des del 3/12/2023. La nova instal.lació está en https://roderic.uv.es/

Hunting for new physics signals in the LHC era

Mostra el registre parcial de l'element

dc.contributor.advisor	Pich Zardoya, Antonio
dc.contributor.author	Miralles Aznar, Víctor
dc.contributor.other	Departament de Fisica Teòrica	es_ES
dc.date.accessioned	2022-01-10T10:49:47Z
dc.date.available	2022-01-11T05:45:06Z
dc.date.issued	2021	es_ES
dc.date.submitted	14-01-2022	es_ES
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10550/81254
dc.description.abstract	Currently, the Standard Model of particle physics is able to satisfactorily explain three out to the four fundamental interactions of matter: strong, weak and electromagnetic interactions. However, there are many aspects that this fantastic theory is not able to explain and there must certainly be something beyond it. This thesis aims to find out if there is any indication in the current data of the accelerators that suggests the existence of new physics. We intend, therefore, to determine to which extent some of the new physics models that have been proposed in the literature may be plausible given current data. In this way, we will be able to find constraints on the parameter space of models that extend the scalar sector of the Standard Model with coloured scalars. In addition, we will also be able to constrain the new physics electroweak couplings of the top quark. This thesis is organised in 8 chapters. First of all, in Chapter 1, we present the Standard Model of particle physics, following a (brief) historical perspective. We will see the different facts that led to the final development of this extremely successful theory. Once the Standard Model is well understood, we start to describe in Chapter 2 a possible extension of its scalar sector. The extension that will be presented contains an additional doublet of SU(2)L that is also an octet of SU(3)C. First, we will briefly motivate this model and later explain its most general potential, as well as the different interactions of the new scalars with the Standard Model particles. In Chapter 3 we describe the model-independent framework of Effective Field Theory. We describe the fundamental theorems that lead to this framework and also its extreme relevance for both bottom-up and top-down approaches. In order to do this, we present two examples that will be useful for our research work that will be later described: the Standard Model Effective Field Theory and the Low Energy Effective Field Theory. We finish this chapter with some technical details, which are crucial to predict observables in this framework. Then, in Chapter 4, we present an extremely useful code, HEPfit, that will be used to perform fits in Chapters 6 and 8. In this chapter we will also include a brief discussion about the statistical frameworks that we use in particle physics. Furthermore, we will talk about the Markov Chain Monte Carlo method, which is implemented in this code. The following three Chapters 5, 6 and 7 contain some phenomenological studies of the model presented in Chapter 2. First, in Chapter 5 we find constraints on the masses of the new scalar particles, using data from direct searches at the Large Hadron Collider. After that we perform a global fit of this model, in the CP-conserving limit. As we have already mentioned, in order to do this fit we use the HEPfit code, described in Chapter 4. In this global fit we include all the relevant available observables for this model, including the direct searches of Chapter 5, as well as imposing some theoretical considerations. Finally, in Chapter 7 we present novel contributions of the colour-octet scalars to the electric dipole moment of the neutron. Apart from providing the analytical results, we briefly study the current limits that this observable can generate on its parameter space. The last chapter of the thesis, Chapter 8, contains a detailed study of the top-quark electroweak couplings. In this chapter we employ the model-independent framework that we describe in Chapter 3 to study the effects of possible new-physics particles in the top-quark electroweak couplings. In particular, we present a global fit, performed with HEPfit, within the framework of the Standard Model Effective Field Theory. In order to perform this fit we use the most recent data coming from the Run 2 of the Large Hadron Collider, as well as including some data from LEP and the Tevatron that is still relevant. We finish this chapter studying how these limits would be improved with the data of the High-Luminosity Large Hadron Collider and an electron-positron collider working at different energy ranges.	en_US
dc.description.abstract	Actualment, el ME de física de partícules és capaç d’explicar satisfactòriament tres de les quatre interaccions fonamentals de la matèria: fortes, febles i electromagnètiques. Tot i això, hi han molts aspectes que aquesta fantàstica teoria no és capaç d’explicar i, sens dubte, ha d’haver alguna cosa més enllà d’aquesta teoria. En aquesta tesi es pretén descobrir si hi ha algun indici a les dades actuals dels acceleradors que suggerisca l’existència de nova física (NF). Pretenem, per tant, determinar fins a quin punt alguns dels models de NF que han sigut proposats a la literatura poden ser plausibles tenint en compte les dades actuals. D’aquesta forma, serem capaços de trobar restriccions sobre l’espai de paràmetres de mod- els que estenen el sector escalar del ME amb escalars amb color. A més, també serem capaços de restringir els acoblaments electrofebles de NF del quark cim. Aquesta tesi està organitzada en 8 capítols. En primer lloc, al capítol 1 presentem el Model Estàndard (ME) de la física de partícules, seguint una (breu) perspectiva històrica. Ací veiem els diferents fets que conduïren al desenvolupament final d’aquesta teoria de gran èxit. Fent això, intentem que el lector entenga els problemes als que s’enfrontaren els físics del segle XX i com, increïblement, finalment els varen resoldre (almenys la majoria). També mostrem ací com les interaccions fonamentals apareixen directament a partir de principis de simetria. Una vegada entès bé el ME, descrivim al capítol 2 una possible extensió del seu sector escalar. L’extensió que es presenta conté un doblet addicional de SU(2)L que també és un octet de SU(3)C. En primer lloc, motivem breument aquest model i, posteriorment, expliquem el seu potencial més general, així com les diferents interaccions dels nous escalars amb les partícules del ME. Al capítol 3 es descriu el marc, independent del model, de les teories de camps efectives (TCE). Descrivim els teoremes fonamentals que condueixen a aquest marc i també la seua extrema rellevància, tant per a enfocaments de baixes a altes energies com d’altes a baixes energies. Per fer-ho presentem dos exemples que seran útils per al nostre treball de recerca que es descriu més endavant, la teoria de camps efectiva del model estàndard (TCEME) i la teoria de camps efectiva de baixes energies (TCEB). Acabem aquest capítol amb alguns detalls tècnics, que són crucials per predir observables en aquest marc. A continuació, al capítol 4, presentem un codi, HEPfit, extremadament útil que es farà servir per realitzar ajustos als capítols 6 i 8. En aquest capítol també incloem una breu discussió sobre els marcs estadístics que fem servir en la física de partícules. A més, parlem del mètode Markov Chain Monte Carlo, que s’implementa en aquest codi. Els tres capítols següents 5, 6 i 7 contenen alguns estudis fenomenològics del model presentat al capítol 2. En primer lloc, al capítol 5 trobem restriccions sobre les masses de les noves partícules escalars, utilitzant dades de cerques directes al Gran Col·lisionador d’Hadrons (GCH). Després d’això, realitzem un ajust global d’aquest model, en el límit de conservació de la simetria de càrrega i paritat. Com ja hem esmentat, per fer-ho, utilitzem el codi HEPfit, descrit al capítol 4. Per a aquest ajust global incloem tots els observables disponibles rellevants per a aquest model, incloent les cerques directes del capítol 5, així com imposar algunes consideracions teòriques. Finalment, al capítol 7 presentem el primer càlcul de la contribució dels escalars amb color al moment dipolar elèctric del neutró. A banda de proporcionar els resultats analítics, estudiem breument els límits actuals que aquest observable pot generar en el seu espai de paràmetres. L’últim capítol de la tesi, el capítol 8, conté un estudi detallat dels acobla- ments electrofebles del quark cim. En aquest capítol fem servir el marc, independent del model, que descrivim al capítol 3 per estudiar els efectes de possibles noves partícules en els acoblaments electrofebles del quark cim. En particular, presentem un ajust global, realitzat amb HEPfit, en el marc de la TCEME. Per dur a terme aquest ajust, utilitzem les dades més recents procedents del segon periode de funcionament del GCH, a més d’inclourem algunes dades de LEP i del Tevatró que encara són rellevants. Acabem aquest capítol estudiant com es mil- lorarien aquests límits amb les dades del GCH d’Alta Lluminositat (GCH-AL) i un col·lisionador d’electrons i positrons que treballara a diferents rangs d’energia. A continuació descriure els objectius principals que hem intentat assolir a aquesta tesi. Després, mostrarem la metodologia seguida a la tesi, que es pot trobar als capítols 1, 2, 3 i 4. Finalment, faré un petit resum dels resultats, que els trobem als capítols 5, 6, 7 i 8.	es_ES
dc.format.extent	247 p.	es_ES
dc.language.iso	en	es_ES
dc.subject	phenomenology	es_ES
dc.subject	top-quark	es_ES
dc.subject	colour-octet scalars	es_ES
dc.subject	standard model effective field theory	es_ES
dc.title	Hunting for new physics signals in the LHC era	es_ES
dc.type	doctoral thesis	es_ES
dc.subject.unesco	UNESCO::FÍSICA::Física de altas energías::Física teórica altas energías	es_ES
dc.embargo.terms	0 days	es_ES