Simetrías Gauge abelianas libre de anomalías con modelos de masas de neutrinos

Abstract

RESUMEN: Uno de los problemas más intrigantes del modelo estándar es la ausencia de masa de los neutrinos, lo cual se contradice con la evidencia experimental. Se ha establecido que los neutrinos tienen una masa pequeña, pero distinta de cero, por lo que se ha conseguido la primera prueba experimental de nueva física más allá del modelo estándar. En este trabajo se presenta un modelo de masas de neutrinos de Dirac a nivel árbol mediante la implementación del mecanismo seesaw tipo II, ; lo cual explica naturalmente sus valores pequeños, realizando una extensión del modelo estándar con una simetría adicional gauge local U(1) libre de anomalías, ya sea simetrías gauge activas U(1)X o simetrías oscuras U(1)D. Dichas anomalías surgen por la inclusión de una simetría gauge abeliana al modelo estándar, por lo tanto se hace necesario implementar nuevos fermiones quirales que se encuentren cargados bajo la nueva simetría. Se presentan las soluciones a las ecuaciones diofánticas para simetrías activas y oscuras implementadas bajo el diagrama a nivel árbol, sin embargo, en esta parte del trabajo solo me considera las soluciones para simetrías oscuras. Finalmente, es posible tener un candidato de materia oscura mediante la elección de las cargas de los nuevos fermiones quirales añadidos, en este caso cargas bajo el sector oscuro D, y el espectro escalar. Se presenta el contenido de partículas y los términos del lagrangiano relevantes en el modelo.

ABSTRACT: One of the most intriguing problems with the Standard Model is the lack of mass of neutrinos, which is contradicted by experimental evidence. It has been established that neutrinos have a small, but non-zero mass, thereby providing the first experimental proof of new physics beyond the Standard Model. In this paper, a tree-level Dirac neutrino mass model is presented by implementing the seesaw type II mechanism; which naturally explains its small values, performing an extension of the standard model with an additional local gauge symmetry U(1) free of anomalies, either active gauge symmetry U(1)X or dark symmetry U(1)D. These anomalies arise from the inclusion of an abelian gauge symmetry to the standard model, therefore it is necessary to implement new chiral fermions that are charged under the new symmetry. The solutions to the Diophantine equations for active and dark symmetries implemented under the tree level diagram are presented, however in this part of the work I only consider the solutions for dark symmetries. Finally, it is possible to have a dark matter candidate by choosing the charges of the newly added chiral fermions, in this case charges under the dark sector D, and the scalar spectrum. The particle content and the relevant Lagrangian terms in the model are presented.