Generación de masas de neutrinos de Dirac y Majorana por mecanismo Seesaw tipo II

Abstract

RESUMEN: Desde que los neutrinos fueron propuestos por Pauli, su masa ha sido un tema de intensa investigación experimental y teórica. Estos fueron postulados como partículas sin masa debido a la no existencia de neutrinos de mano derecha. Ahora ya probada la existencia de la masa de los neutrinos, nos vemos motivados a investigar los distintos modos por los cuales está se puede generar. En este trabajo, se realiza un estudio de la generación de masas de neutrinos a partir del Mecanismo Seesaw tipo II para neutrinos de Dirac y Majorana. Estos mecanismos no solo explican la masa del neutrino si no también su pequeño valor en comparación con los quarks y leptones cargados. El primer mecanismo desarrollado consiste en la expansión del sector escalar mediante la introducción de un triplete, esto trae como consecuencia la existencia de bosones de Higgs (neutros, cargados y doblemente cargados), cuyas masas se consideran también muy pesadas. A este mecanismo se le denomina seesaw tipo II para masas de Majorana. La imposición de que las nuevas partículas producto de la expansión del modelo estándar posean masas muy grandes, es que estas actúan como supresores y como consecuencia obtenemos neutrinos ligeros. Finalmente, se propone un modelo de Dirac seesaw tipo II para obtener las pequeñas masas de neutrinos extendiendo el contenido visible del modelo estándar (SM) con un sector oculto compuesto por un singlete escalar S y tres neutrinos singletes derechos (νR1, νR2, νR3). Estos neutrinos singletes derechos se cargan bajo una nueva simetría U(1)B−L. Además es necesario añadir un doblete escalar pesado para desempeñar el rol de mensajero entre el sector visible (SM) y el sector oculto.

ABSTRACT: Since neutrinos were first proposed by Pauli, their mass has been a subject of intense theoretical and experimental research. These were postulated as massless particles due to the non-existence of right-hand neutrinos. Now that the existence of the mass of neutrinos has been proven, we are motivated to investigate the different ways in which it can be generated. In this work, a study of the generation of neutrino masses from the Seesaw Type II Mechanism for neutrinos of Dirac and Majorana is carried out. These mechanisms not only explain the mass of the neutrino but also its small value compared to charged quarks and leptons. The first mechanism developed in this report consists of the expansion of the scalar sector by means of the introduction of a triplet, this results in the existence of Higgs bosons (neutral, charged and doubly charged), whose masses are also considered very heavy. This mechanism is called seesaw type II for Majorana masses. The imposition that the new particles as a result of the expansion of the standard model have very large masses, is that they act as suppressors and as a consequence we obtain light neutrinos. Finally, a Dirac seesaw type II model is proposed to obtain the small masses of neutrinos by extending the visible content of the standard model (SM) with a hidden sector consisting of a scalar singlet S and three neutrinos right singlets (νR1, νR2, νR3). These right singlet neutrinos are charged under a new symmetry U(1)B − L. In addition, it is necessary to add two heavy scalar doublets to play the role of messenger between the visible sector (SM) and the invisible sector (neutrinos singlets and singlet).