Durant la passada d`ecada, els models de dimensions extra corbades han estat
estudiats com a candidats per a completar el Model Est`andard (ME) de la f´ısica
de part´ıcules. En aquesta tesi estudiarem una s`erie d’aspectes dels models amb
una dimensi´o extra corbada; en particular, la possibilitat de generalitzar la ben
coneguda soluci´o de Randall-Sundrum (RS), la qual es basa en la m`etrica Anti-de
Sitter (AdS).
Primer, discutim la construcci´o dels models de soft-wall, que s´on una modificaci
´o de RS on la brana infraroja ha sigut substitu¨ıda per una singularitat nua a la
m`etrica. Donem receptes per a construir models consistents d’aquests tipus i estudiem
com la longitud de la dimensi´o extra pot ser estabilitzada. Tamb´e estudiem
l’espectre de les fluctuacions que apareixen en els models de soft-wall, i trobem
que podem obtenir des d’un espectre continu a partir d’una certa massa fins a un
espectre discret amb un espaiament variable. Discutim les possibles aplicacions
dels models de soft-wall, i finalment presentem un model concret on es pot generar
una jerarquia ultravioleta/infraroja prou gran sense necessitat de cap ajust fi.
Despr´es, retornem a la construcci´o original amb dues branes per tal d’estudiar
com la simetria electrod`ebil pot ser trencada en models amb m`etriques generalitzades
quan el bos´o de Higgs es propaga a l’engr´os de la dimensi´o extra. Veiem
com les cotes sobre l’escala dels modes de Kaluza-Klein (KK), que apareixen a
causa dels observables electrod`ebils de precisi´o, poden ser redu¨ıdes quan el Higgs
est`a localitzat a prop de la brana infraroja. Apliquem els nostres resultats a una
extensi´o m´ınima del ME en 5D, i considerem la geometria AdS i una deformaci´o
d’aquesta inspirada pels models de soft-wall. Trobemque la geometria deformada
redueix enormement les cotes sobre l’escala de KK, fins al punt en qu`e els estats
de KK es poden trobar dins del rang de l’LHC i el problema de la petita jerarquia
pot ser eliminat sense requerir la introducci´o de cap simetria custodial.
Finalment, estudiem la propagaci´o de tots els fermions del ME al llarg de la
dimensi´o extra, la qual cosa fem servir per tractar el problema del sabor en el ME.
Trobem expressions generals i expl´ıcites per als observables electrod`ebils oblics i
no oblics, aix´ı com per als operadors que violen sabor i la simetria CP. Apliquem
aquest resultat al model RS i al model amb geometria deformada, per la qual cosa
fem un estudi estad´ıstic a partir d’un conjunt aleatori d’acoblaments de Yukawa en
5D. La comparaci´o de les prediccions amb les dades experimentals actuals mostren
una millora de les cotes en el nostre model en comparaci´o amb RS. / Models of warped extra-dimensions have been studied over the last decade as candidates
to complete the Standard Model (SM) of particle physics, for they provide
a natural mechanism to address its hierarchy problem. In this thesis we study a
number of aspects of the five-dimensional warped models, and in particular the
possibility of generalizing the well-known Randall-Sundrum (RS) solution, which
is based on the Anti-de Sitter metric (AdS).
We first discuss on the construction of soft-wall models, which are a modification
of RS where the infrared brane is substituted by a naked singularity in the
metric. We provide recipes for constructing consistent models of this kind and address
the issue of how the length of the extra dimension can be stabilized. We also
discuss on the spectrum of fluctuations that arise in soft-wall models, finding that
it can range from a continuous spectrum above a mass gap to a discrete spectrum
with a variable level spacing. We discuss on the possible applications of soft-wall
models, and finally present a concrete model where a large ultraviolet/infrared
hierarchy can be generated without any fine-tuning.
Next, we return to the original two-brane setup to study how the electroweak
symmetry can be broken in warped models with generalized metrics when the Higgs
boson propagates in the bulk. We show how the bounds on the Kaluza-Klein (KK)
scale that arise from electroweak precision observables can be alleviated when the
Higgs is localized towards the infrared brane. We apply our results to a minimal
5D extension of the SM and consider the AdS geometry and a deformation of it
inspired by soft-walls. We find that the deformed geometry greatly reduces the
bounds on the KK scale, to a point where the KK states can be within the range
of the LHC and the little hierarchy problem can be removed without requiring the
introduction of any custodial symmetry.
Finally, we study the propagation of all SM fermions in the bulk of the extra
dimension, which we use to address the flavor puzzle of the SM. We find general
explicit expressions for oblique and non-oblique electroweak observables, as well
as flavor and CP violating operators. We apply these results to the RS model and
the model with deformed geometry, for which we perform a statistical analysis
departing from a random set of 5D Yukawa couplings. The comparison of the
predictions with the current experimental data exhibits an improvement of the
bounds in our model with respect to the RS model.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/83952 |
| Date | 20 December 2011 |
| Creators | Cabrer Rubert, Joan Antoni |
| Contributors | Quirós Carcelén, Mariano, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 152 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
Page generated in 0.0024 seconds