Luận án Vật chất tối và khối lượng neutrino trong mô hình 3-4-1-1

Tên luận án:

VẬT CHẤT TỐI VÀ KHỐI LƯỢNG NEUTRINO TRONG MÔ HÌNH 3 -4-1-1

Ngành:

Vật lý lý thuyết và Vật lý toán

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Mô hình Chuẩn (SM) là lý thuyết thành công trong mô tả tương tác mạnh và tương tác điện yếu, nhưng vẫn còn những hạn chế đáng kể trong việc giải thích Vật chất tối (DM), khối lượng neutrino và các hiện tượng vật lý mới. Luận án tiến sĩ này tập trung giải quyết các vấn đề trên thông qua việc mở rộng SM bằng mô hình 3-P-1-1, dựa trên đối xứng chuẩn SU(3)c × SU(P)L × U(1)x × U(1)n.

Ưu điểm nổi bật của mô hình đề xuất là khả năng tạo ra cơ chế phá vỡ đối xứng, đảm bảo tính bền vững của DM thông qua đối xứng tàn dư Z2. Khối lượng neutrino cũng được sinh ra một cách tự nhiên thông qua cơ chế seesaw, là hệ quả của sự phá vỡ đối xứng tự phát. Nghiên cứu chi tiết mô hình 3-4-1-1 (với P=4) cho thấy nó có thể chứa DM đa thành phần, bao gồm hai hạt fermion, hai hạt vô hướng, hoặc một hạt fermion và một hạt vô hướng.

Luận án cũng khảo sát ảnh hưởng của các số hạng trộn động năng, phát sinh từ các nhóm U(1) giao hoán trong mô hình. Các hiệu ứng trộn động năng này có tác động đáng kể đến phổ khối lượng của các boson chuẩn, làm thay đổi các hằng số tương tác và tham số ρ. Mức độ ảnh hưởng này phụ thuộc vào cấu trúc phân cấp của các giá trị kỳ vọng chân không (VEVs) trong quá trình phá vỡ đối xứng. Các kịch bản DM được xác định là tương thích với mật độ tàn dư quan sát và các giới hạn từ thực nghiệm tìm kiếm trực tiếp, với khối lượng DM khả dĩ nằm trong khoảng từ 1 đến vài TeV. Mô hình 3-4-1-1 không chỉ giải quyết các vấn đề về khối lượng neutrino và DM mà còn có tiềm năng đóng góp vào việc giải thích lạm phát Vũ trụ và sự bất đối xứng vật chất-phản vật chất.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của luận án
  • 2. Mục đích nghiên cứu của luận án
  • 3. Nội dung nghiên cứu chính của luận án

• CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH CHUẨN

  • 1.1. Tổng quan về mô hình chuẩn
    • 1.1.1. Đối xứng chuẩn
    • 1.1.2. Sắp xếp các hạt
    • 1.1.3. Lagrangian
    • 1.1.4. Thế vô hướng và Cơ chế Higgs
  • 1.2. Khối lượng của các fermion trong SM
  • 1.3. Khối lượng của các boson chuẩn - Tương tác của các boson chuẩn
  • 1.4. Dòng trung hoà
  • 1.5. Kết luận chương 1

• CHƯƠNG 2. CÁC THÀNH PHẦN VẬT CHẤT TỐI TRONG LÝ THUYẾT KHÔNG GIAO HOÁN B –L

  • 2.1. Lý thuyết không giao hoán (B – L)
  • 2.2. Mô hình DM đa thành phần tối thiểu tổng quát
  • 2.3. Nghiên cứu DM trong mô hình 3 - 4 - 1 - 1 với p = q = 0
    • 2.3.1. Hạt vô hướng và hạt boson chuẩn
    • 2.3.2. Các tương tác
  • 2.4. Hiện tượng luận DM nhiều thành phần
    • 2.4.1. Kịch bản hai thành phần DM là hạt fermion
    • 2.4.2. Kịch bản hai thành phần DM là hạt vô hướng
    • 2.4.3. Kịch bản DM với 1 fermion và 1 vô hướng
  • 2.5. Kết luận chương 2

• CHƯƠNG 3. ẢNH HƯỞNG CỦA SỐ HẠNG TRỘN ĐỘNG NĂNG TỚI MỘT SỐ HIỆU ỨNG VẬT LÝ TRONG MÔ HÌNH 3 − 4 − 1 − 1

  • 3.1. Ảnh hưởng của tham số trộn động năng tới phổ khối lượng của các trường chuẩn
    • 3.1.1. Cơ sở hình thành số hạng trộn động năng
    • 3.1.2. Khối lượng các boson
  • 3.2. Tham số ρ trong mô hình 3−4−1−1
  • 3.3. Ảnh hưởng của tham số trộn động năng tới tương tác của các boson Z1 với các fermion
  • 3.4. Dao động của các meson trong mô hình 3 -4-1-1
  • 3.5. Vật lý tại máy gia tốc
  • 3.6. Kết luận chương 3

• KẾT LUẬN CHUNG

• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ