Heavy lepton quintuplet and TeV scale seesaw mechanism

disertacija

• Naslov (hrvatski): Kvintuplet teških leptona i mehanizam njihalice na skali TeV-a
• Autor: Branimir Radovčić
• Mentor: Ivica Picek (mentor)
• Član povjerenstva: Krešimir Kumerički (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Walter Grimus (član povjerenstva); strani drzavljanin: Nije dostupno
• Član povjerenstva: Vuko Brigljević (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ivica Picek (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mirko Planinić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Fizički odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2013-03-10, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Fizika
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 53 - Fizika

Sažetak

Two novel seesaw models based on weak-isospin quintuplet leptons are presented. In the first one, the zero hypercharge Majorana quintuplet lepton is accompanied by a scalar weak-isospin quadruplet, and in the second one, a non-zero hypercharge Dirac quintuplet lepton is accompanied by two scalar weak-isospin quadruplets. In both models scalar quadruplets attain the induced vacuum expectation values. This leads to neutrino mass contribution ∼ v6H/M5 arising at the tree level from a dimension-nine operator. Additional neutrino mass contribution ∼ (1/16π2) ·v2H/M comes from a loop suppressed dimension-five operator. The empirical masses mν ∼ 0.1 eV can be achieved with the new states being within the reach of the Large Hadron Collider and the origin of the neutrino masses could be directly tested. The Drell-Yan production of the new fermions is abundant due to nontrivial electroweak gauge charges and their decays lead to interesting multilepton and same sign dilepton events. The charged components of new scalar multiplets contribute to loop-mediated Higgs decays h → γγ and h → Zγ. The neutral component of the Majorana quintuplet, previously identified as a minimal dark matter candidate, becomes unstable in the proposed seesaw setup. The stability can be restored by introducing a Z2 symmetry, in which case neutrinos get mass only from radiative contributions.

Sažetak (hrvatski)

Prezentirana su dva nova mehanizma njihalice bazirana na kvintupletu leptona slabog izospina. U prvom je modelu Majoranin kvintuplet leptona isčezavajućeg hipernaboja u sprezi sa skalarnim kvadrupletom slabog izospina, a u drugom modelu je Diracov kvintuplet leptona neiščezavajućeg hipernaboja u sprezi s dva skalarna kvadrupleta slabog izospina. U oba modela skalarni kvadrupleti poprimaju induciranu vakuumsku očekivanu vrijednost. To vodi na doprinos masama neutrina ∼ v6H /M5 koji dolazi od operatora dimenzije devet na granastom nivou. Dodatni doprinos masama neutrina ∼ (1/16π2) · v2H /M dolazi od operatora dimenzije pet potisnutog na razini petlje. Eksperimentalne vrijednosti masa neutrina mν ∼ 0.1 eV se mogu ostvariti s novim stanjima u dosegu velikog hadronskog sudarivača i mogućnošću direktnog testiranja porijekla masa neutrina. Drell-Yanova produkcija novih fermiona je obilna zbog netrivijalnih elektroslabih naboja, a njihovi raspadi vode na interesantne dogadaje s više leptona u konačnom stanju i narušenjem leptonskog broja. Ispitana je uloga novih skalara u raspadima Higgsovog bozona na razini petlje, h → γγ i h → Zγ. Neutralna komponenta Majoraninog kvintupleta, prijašnji kandidat za minimalnu tamnu tvar, postaje nestabilna u predloženom modelu njihalice. Uvodenjem Z2 simetrije može se osigurati njezina stabilnost, a u tom slučaju neutrini dobivaju masu samo od doprinosa na razini petlje.

• Ključne riječi: neutrino mass; beyond standard model; quintuplet leptons; exotic leptons; non-standard scalar fields; dark matter
• Ključne riječi (hrvatski): mase neutrina; fizika izvan standardnog modela; kvintuplet leptona; egzotični leptoni; nestandardna skalarna polja; tamna tvar
• Jezik: engleski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:416821
• Studijski program: Naziv: Fizika; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski doktorski; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika (dr. sc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: XIV, 112 str.
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2017-08-23 10:05:23