Orientador: Vicente Pleitez / Banca: Ricardo Jorge González Felipe / Banca: Orlando Luis Goulart Peres / Banca: José Antonio Martins Simões / Banca: Dionizio Bazeia Filho / Resumo: A construção de modelos de unificação continua sendo de grande interesse fenomenológico. As teorias baseadas no grupo de simetrias SU (5), apesar de terem suas versões mínimas, com apenas um multipleto da representação fundamental e um decupleto fermiônicos, praticamente excluídas pelos dados experimentais, continuam sendo de grande interesse desse ponto de vista. Modelos experimen- talmente plausíveis, onde o decaimento do próton é evitado pela separação dos setores de léptons e quarks do Modelo Padrão (MP) em diferentes multipletos, em conjunto com a implementação de si- metrias cíclicas discretas, 'dzeta IND. n', poderiam explicar o porquê do próton ter se mantido estável até a idade atual do universo. De fato, ao mesmo tempo que as simetrias cíclicas protegem o próton de operadores que induzem seu decaimento, elas são naturalmente implementadas quando o problema de CP forte é resolvido via áxion invisível, mantendo, ao mesmo tempo, o áxion livre de possíveis efeitos gravitacio- nais para uma simetria cíclica 'dzeta IND. 13'. Entretanto, a fenomenologia completa para os modelos SU (5) deve ser cuidadosamente formulada, uma vez que deseja-se que qualquer nova teoria que venha comple- mentar o MP implemente, por exemplo, massa para todas as partículas conhecidas. Todavia, a simples estruturação da teoria pode não ser suficiente para a solução das massas dos neutrinos. De fato, os modelos mais simples, enquanto explicam os dados de oscilação dos neutrinos, geram problemas para o decaimento do próton, uma vez que introduzem fases da simetria 'dzeta IND. n' que geram operadores perigosos. A solução para esse problema é a inclusão de massas apenas pela quebra espontânea de uma simetria adicional. O termo de Yukawa direto na Lagrangiana é acoplado à uma U{1) quiral adicional, que é espontaneamente quebrada pelo singleto acoplado aos neutrinos ativos. Mostra-se que... / Abstract: The construction of unification models remain of great phenomenological interesting. The theories based on SU(5) symmetry group, despite having their minimalist versions, with only a fermionic mul- tiplet of fundamental representation an one decuplet, almost excluded from experimental data, remain of great interest from this point of view. Experimentally plausible models, where the proton decay is avoided by separation of Standard Model (SM) lepton and quark sectors in different multiplets, together with the implementation of cyclic symmetries, 'dzeta IND. n', could explain why the proton has remained stable until the current age of the universe. Indeed, while protecting the proton from operators that induces their decay, discrete symmetries are naturally implemented when the strong CP problem is solved by invisible axion, keeping, at the same time, the axion protected against possible semi-classical gravitational effects for a cyclical 'dzeta IND. 13' symmetry. However, the complete phenomenology for SU{5) models should be carefully formulated, once one want to have that any new theory, which comple- ment the SM, implement, for example, mass for all known particles. However, the simple structure of the theory may not be sufficient for the solution of the neutrino masses. In fact, the simplest models, while explaining the data of neutrino oscillation, create problems for proton decay, since introduces 'dzeta IND. n' symmetry charges that generate dangerous operators. The solution to this problem is the inclusion of mass term only by additional symmetry. The direct Yukawa term in the Lagrangian is coupled to an additional chiral U(1) symmetry, which is spontaneously broken by the singlet coupled to the active neutrinos. It shows that when these symmetries are implemented locally, complementing the gauge structure of the SM, the seesaw mechanism of types I and III can not be simultaneously... / Doutor

Orientador: Juan Carlos Montero garcia / Banca: Alex Gomes Dias / Banca: Hiroshi Nunokawa / Banca: Marcelo Moraes Guzzo / Banca: Orlando Luis Goulart Peres / Resumo: Esta tese visa ao estudo das propriedades de violação de CP e mistura de sabor no Modelo Padrão (MP) e em extensões do mesmo. Estudaremos a conexão entre os dois fenômenos e a relação com os espaços formados pela replicação de multipletos de gauge, os quais chamaremos de espaços horizontais, presentes nos modelos. A presença de tais espaços em teorias de gauge é condição necessária para o aparecimento de mistura de sabor ao nível lagrangiano. Esta pode introduzir novas fontes de violação de CP, como no mecanismo de violação espontânea de CP (VECP), bem como, às vezes, dificultar a análise das propriedades de CP da teoria devido à liberdade de "rotação" nesses espaços (transformações horizontais). A relação entre replicação de multipletos escalares e violação de CP é investigada em extensões do MP com N dubletos de Higgs. No potencial escalar desses modelos as condições necessárias e suficientes para a violação explícita e espontânea de CP são estudadas e invariantes ímpares por CP, como invariante de Jarlskog no MP, são encontrados. Nessa mesma classe de modelos, o mecanismo de violação espontânea de CP é ilustrado nos modelos com dois e três dubletos, conjuntamente com as restrições impostas pela necessidade de supressão das correntes neutras que trocam sabor. A violação soft de CP é ilustrada em um modelo baseado no grupo de gauge eletrofraco SU(3)L x U(1)N e mostrado que pode acomodar a fenomenologia de violação de CP no sistema dos káons neutros mesmo quando o mecanismo CKM é desligado e toda a assimetria CP é proveniente da troca de férmions exóticos. O fenômeno de mistura de sabor é investigado no âmbito da oscilação de neutrinos, sob o ponto de vista de campos clássicos relativísticos, que incluem aspectos de localização, a fim de procurar por novos efeitos e desvios... / Abstract: he aim of this thesis is the study of the properties of CP violation and flavor mixing in the Standard Model (SM) and in some of its extensions. We study the connection between both phenomena and their relation with the space formed by the replication of gauge multiplets, which will be called horizontal spaces, present in the models. The presence of such spaces in gauge theories is a necessary condition for the appearance of flavor mixing at the Lagrangian level. These identical multiplets can introduce new sources of CP violation, as in the mechanism of spontaneous CP violation (SCPV), and, sometimes, make difficult the analysis of the CP properties of the theory, due to the freedom to "rotate" the basis of such spaces. The relation between the replication of scalar multiplets and CP violation is investigated in extensions of the SM with N-Higgs-doublets. In the scalar potential of these models the necessary and sufficient conditions for explicit and spontaneous CP violation are studied and CP odd invariants, like the Jarlskog invariant in the SM, are found. In these class of models, the SCPV mechanism is illustrated in the 2-Higgs- and 3-Higgs-doublet models, and the restrictions imposed by the suppression of flavor changing neutral currents are also exposed. The soft CP violation is illustrated in a model based in the gauge group SU(3)L x U(1)N nd it is shown that it can accommodate the phenomenology of the CP violation of the neutral kaons system even when the CKM mechanism is switched off and all CP violation effects are mediated by exotic fermions. The flavor mixing phenomenon is investigated through neutrino flavor oscillations from the perspective of classical relativistic field theories taking localization aspects intoaccount to search for new effects and observable deviations from the usual oscillation formulas... / Doutor

Orientador: Marcelo Moraes Guzzo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T07:13:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_RafaelNobertoAlmeidada_M.pdf: 2184656 bytes, checksum: 96104bbac452f3b0ec1bab401b55bf0a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Apresentamos neste trabalho um review descrevendo a oscilações de neutrinos quando é levado em conta a violação da simetria de carga paridade (CP). Por conta disso abordaremos a origem da violação de CP no Modelo Padrão das Partículas Elementares, desde a sua descoberta no sistema dos mésons káons neutros (K°) ,até a sua inclusão dentro do Modelo Padrão, a qual foi desenvolvida por Kobayashi e Maskawa. Depois de entendermos a violação de CP passamos a tratar das oscilações de neutrinos e como esta violação é incluída no modelo. Abordamos o modelo utilizando os dados mais recentes dos parâmetros para as oscilações de neutrinos, incluindo a recente medição do ângulo de mistura ?13. Utilizando estes dados e os resultados obtidos a partir do modelo de oscilações de neutrinos inferimos um limite para a fase de violação de CP, dado por nós como sendo ?CP= 19 ^{+19°}_{-9°} com 1? de C.L. / Abstract: In this work was make a review describing the neutrino oscillations when is taken in account the charge parity symmetry violation (CP). Because of that we will approach the origin of CP violation in Standard Model of Elementary Particles, since its discovery in the neutral kaons meson system (K°), until its inclusion within the Standard Model, made by Kobayashi and Maskawa. After we understand the CP violation we treat the neutrino oscillations and how this violation is included in the model. We approach the model using the most recent data of the parameters from neutrino oscillations, including the recent data measured to the mixing angle ?13. Utilizing this data, and the data obtained from the model of neutrino oscillation, we infer a limit to the CP violation phase, given by us as being ?CP= 19^{+19°}_{-9°} with 1? of C.L. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Julio Marny Hoff da Silva / Banca: Saulo Henrique Pereira / Banca: Marco André Ferreira Dias / Banca: José Abdalla Helayel-Neto / Banca: Alexis Roa Aguirre / Resumo: Na presente tese apresentaremos de forma detalhada o estudo sistemático de uma teoria quântica com férmions de dimensão de massa um que obedecem as estatísticas de Fermi-Dirac, abordando essencialmente sua construção, quantização do campo, análise dos observáveis físicos e aplicações quânticas. Forneceremos todos os detalhes de uma descoberta teórica inesperada da partícula de spin $1/2$ que compõe um conjunto completo de autoespinores com helicidade dual do operador conjugação de carga. Esses espinores recebem o nome de Elko, um acrônimo proveniente do Alemão \textit{Eigenspinoren des Ladungskonjugationsoperators}. Veremos que o elo entre os espaços de representação $(1/2, 0)$ e $(0, 1/2)$ não é dado pela simetria de paridade mas sim pela 'Mágica das matrizes de Pauli', e, portanto, como consequência a dinâmica de tais campos será regida única e exclusivamente pela dinâmica de Klein-Gordon. Tal fato faz com que o propagador associado ao Elko guarde muita similaridade com o propagador do campo escalar. Intrinsicamente, em sua formulação embrionária, as somas de spin para o Elko mostram um termo que quebra explicitamente a covariância relativística, levando então à apreciação da \textit{Very Special Relativity}, que nada mais é do que um subgrupo do grupo de Lorentz, cuja álgebra deixa as somas de spin invariantes ou covariantes. Entretanto, mostraremos que existe uma liberdade na definição da estrutura dual, a qual permite que seja construída uma teoria local e invariante p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present thesis covers in details a systematic study of a quantum theory based on mass dimension one fermions which satisfy the Fermi-Dirac statistics, essentially addressing its construction, field quantization, analysis of physical observables and quantum applications. We provide all the details of an unexpected theoretical discovery of a spin 1/2 particle which composes a complete set of dual helicity spinors of the charge conjugation operator. Such spinors are called Elko, an acronym for the German word Eigenspinoren des Ladungskonjugationsoperators. We show that the relation between the representation spaces (1/2,0) and (0,1/2) is given by the "Magic of Pauli matrices" rather than parity symmetry, therefore, as a consequence the dynamic of such fields is governed solely and exclusively by the Klein-Gordon dynamic. Such fact makes the Elko propagator to be very similar to the scalar field propagator Intrinsically, in its embryonic formulation, Elko spin sums shows up a term that explicitly breaks relativistic covariance, leading to the appreciation of Very Special Relativity, a theory which is based on a subgroup of the Lorentz group, whose algebra leaves the spin sums invariant or covariant. However, we show a freedom in the dual structure definition, which allows the construction of a local and Lorentz invariant theory, thus, leading to a very interesting and promising new physics / Doutor

Orientador: Orlando Luis Goulart Peres / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T16:45:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gaydutschenko_Larissa_M.pdf: 776013 bytes, checksum: dded3e977e716b07101df7cb392a6b94 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O fenômeno de oscilação de neutrinos, já experimentalmente observado, só pode ser explicado se a massa dos neutrinos for diferente de zero. No entanto, até pouco tempo atrás, acreditava-se que neutrinos não tivessem massa. O Modelo Padrão das partículas elementares ainda não é capaz de descrever a natureza massiva dos neutrinos, de forma que as matrizes de mistura para léptons (entre autoestados de gauge e autoestados de massa), análogas às matrizes de mistura de quarks, ainda não podem ser encontradas. Através de uma pequena extensão do Modelo Padrão, é possível descrever uma física que leva em conta essas massas e que, portanto, nos fornece essas matrizes de mistura. Essa extensão trata-se de nada mais que o acréscimo de uma nova partícula ao modelo, um lépton neutro que não interage por força fraca. Essa partícula é chamada de neutrino estéril. Portanto, acrescentando um ou mais neutrinos estéreis ao Modelo Padrão posso obter a matriz de mistura para léptons e, consequentemente, contar o número de parâmetros físicos que ela possui. O interesse em contar esses parâmetros reside no fato de que encontrar o número de fases complexas presentes na matriz de mistura é equivalente a encontrar o número de fases de violação de simetria conjugação de carga e paridade (CP) para léptons. Em 1967, o físico russo Andrei Sakharov propôs uma forma de explicar a assimetria bariônica (matéria-antimatéria) partindo de um estado simétrico. Para isso, algumas condições precisariam ser respeitadas pela física do universo. Uma dessas condições é que exista na natureza uma fonte de violação CP. Procurar essa violação em léptons foi o objetivo deste trabalho. Assim, foi possível obter a matriz de mistura para léptons estendendo o modelo padrão pela adição de um neutrino estéril e levando em conta o caso geral de n famílias de léptons. Uma vez tendo encontrado a matriz de mistura, fizemos a contagem dos parâmetros. Além abranger os cálculos usados para encontrar o número de fases complexas damatriz, a dissertação apresenta uma breve introdução à teoria quântica de campos, a simetrias discretas e ao mecanismo de quebra espontânea de simetria, conceitos necessários para o entendimento do trabalho realizado / Abstract: The neutrino oscillation phenomenum, already experimentally observed, can only be explained if neutrino masses are different from zero. However, till recently, it was believed that neutrinos were massless. The Standard Model of elementary particles is yet not able to describe the massive nature of neutrinos, such that the lepton mixing matrix (between gauge eigenstates and mass eigenstates), analogous to the quark mixing matrix, can still not be found. Through a small extension of the Standard Model, it is possible to describe physics that take into account these masses and, therefore, provides us with these mixing matrices. This extension is nothing but the addition of a new particle, a neutral lepton that does not interact through weak force. This particle is called sterile neutrino. So, by adding one or more sterile neutrinos to the Standard Model, I can get the lepton mixing matrix and consequently count the number of physical parameters that it presents. The interest in counting these parameters resides in the fact that finding the number of complex phases in the mixing matrix is equivalent to finding the number of charge conjugation-parity (CP) violation for leptons. In 1967, the Russian physicist Andrei Sakharov proposed a way to explain the baryonic asymmetry (matter-antimatter) beginning with a symmetric state. For that to work some conditions needed to be respected by the universe physics. One of them is that there must exist in nature a source of CP violation. Looking for that source as the leptonic sector of the particle physics was the goal of this project. And finally it was possible to get the lepton mixing matrix extending the standard model by the addition of one sterile neutrino and taking into account the general case of n lepton families. Once we got the mixing matrix, we counted the physical parameters. Besides presenting all the calculation used for finding the number of complex phases in the matrix, this thesis presents a brief introduction to quantum field theory, discrete symmetries and the spontaneous symmetry breaking mechanism, all of these concepts being necessary for the understanding of the work accomplished / Mestrado / Física / Mestra em Física

Orientador: Pedro Cunha de Holanda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-31T06:55:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sato_EduardoAkio_M.pdf: 2319995 bytes, checksum: fc82384c799d5812bf14a71fe2723e2d (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: Nesta dissertação analiso como uma classe de modelos sugeridos para acomodar neutrinos massivos no modelo padrão, os assim chamados mecanismos seesaw, podem também resolver o problema de assimetria bariônica no universo. Os requisitos mínimos para uma geração dinâmica bem sucedida de assimetria bariônica, conhecidos como condições de Sakharov, são: não conservação de número bariônico, violação de simetria CP e ausência de equilíbrio térmico. Para mostrar que mecanismos seesaw respeitam estas regras, reviso alguns tópicos como: a violação de número bariônico através do processo de sphalerons, a teoria de violação de CP através de invariantes de base fraca e a mecânica estatística de não equilíbrio através da equação de Boltzmann. Como exemplo considero um cenário de mecanismo seesaw tipo I (3+3) com massas de neutrinos estéreis altamente hierárquicas. A assimetria observada impõe um limite inferior na massa dos neutrinos estéreis ($M_1 \geq 8.4 \times 10^{8} \; \text{GeV}$) e um limite superior na massa dos neutrinos ativos ($m_1 < 0.11 \; \text{eV}$), consistente com limites previamente obtidos na literatura / Abstract: In this dissertation I analyse how a class of models suggested to accommodate massive neutrinos in the standard model, the so-called seesaw mechanisms, can also solve the baryon asymmetry of the universe problem. The minimal requisites to a successful dynamical generation of baryon asymmetry, known as Sakharov's conditions, are: Non-conservation of baryon number, violation of CP symmetry and absence of thermal equilibrium. To show that seesaw mechanisms respect those rules, I review some topics such as: the standard model baryon non-conservation via sphalerons process, the theory of CP violation via weak-basis invariants and non-equilibrium statistical physics via Boltzmann equation. As a example I consider a type I (3+3) seesaw mechanism scenario with highly hierarchical sterile neutrino masses and the observed asymmetry impose a lower bound in the sterile neutrino masses ($M_1 \geq 8.4 \times 10^{8} \; \text{GeV}$) and a upper bound in the active neutrino masses ($m_1 < 0.11 \; \text{eV}$), consistent with limits previously obtained in the literature / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1370441/2014 / CAPES