MỘT SỐ HIỆU ỨNG VẬT LÝ MỚI TRONG CÁC MÔ HÌNH 3 − 2 − 3 – 1 VÀ 3 – 3-3-1
Vật lý lý thuyết và Vật lý toán
Luận án này tập trung nghiên cứu các hiệu ứng vật lý mới trong hai mô hình mở rộng Mô hình chuẩn (SM) của vật lý hạt cơ bản: mô hình 3-2-3-1 và mô hình 3-3-3-1. Mô hình chuẩn, dù đã rất thành công trong việc mô tả các tương tác cơ bản, vẫn còn nhiều hạn chế như vấn đề khối lượng neutrino, sự tồn tại của vật chất tối, đối xứng vật chất-phản vật chất, và phân bậc khối lượng fermion. Vì vậy, việc mở rộng SM là cần thiết.
Mô hình 3-2-3-1 được xây dựng dựa trên nhóm chuẩn SU(3)c ⊗ SU(2)L ⊗ SU(3)R ⊗ U(1)x, giải quyết vấn đề khối lượng neutrino, cung cấp ứng cử viên vật chất tối một cách tự nhiên từ sự phá vỡ đối xứng tự phát, và giải thích sự tồn tại của ba thế hệ fermion. Luận án đã tham số hóa mô hình này để tìm kiếm vật chất tối (phiên bản q=0 và q=-1) và nghiên cứu tìm kiếm các boson Z1, Z' tại máy gia tốc LEPII và LHC. Các kết quả cho thấy với phiên bản q=0, tồn tại các ứng cử viên vật chất tối là hạt fermion và vô hướng; phiên bản q=-1 không có ứng cử viên phù hợp. Giới hạn khối lượng cho Z1 được xác định là lớn hơn 4 TeV. Nghiên cứu cũng khảo sát sự vi phạm vị lepton trong các quá trình rã µ → 3e và µ → eγ, với đóng góp từ các Higgs mang điện đôi, dự đoán khối lượng của chúng trong khoảng vài TeV đến hàng trăm TeV.
Mô hình 3-3-3-1, thống nhất mô hình đối xứng trái phải tối thiểu và mô hình 3-3-1, kế thừa các ưu điểm của cả hai. Mô hình này giải quyết các vấn đề về số thế hệ fermion, khối lượng neutrino, vật chất tối, và đối xứng parity trong lý thuyết điện yếu, đồng thời tiên đoán sự vi phạm vị lepton trong phần lepton mang điện. Luận án đã khảo sát chi tiết khối lượng các gauge boson, Higgs boson, dòng trung hòa thay đổi vị (FCNCs) và tính toán tỉ số nhánh của các quá trình rã µ → eγ, µ → 3e. Các kết quả chỉ ra rằng FCNCs tạo ra đóng góp mới vào tham số trộn khối lượng của các meson, xác định thang vật lý mới có thể cỡ TeV hoặc vài chục TeV. Các quá trình LFV trong phần lepton mang điện và thay đổi vị trong phần quark cũng được khảo sát, với sự đóng góp quan trọng của các hạt mới.