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One-loop corrections to the seesaw mechanism and models of neutrino masses and lepton mixing
Birgit Trappl
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Walter Grimus
DOI
10.25365/thesis.41999
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-24233.36656.914566-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Beobachtungen von Neutrinooszillationen belegen, dass Neutrinos sehr kleine, aber von Null verschiene Massen haben. Im Standardmodell der Teilchenphysik werden Neutrinos jedoch als masselos angenommen, da in schwachen Zerfällen und Wirkungsquerschnitten nur linkshändige Neutrinos und rechtshändige Antineutrinos beobachtet werden können. In dieser Masterarbeit wird die Implementierung von Neutrinomassen im Standardmodell mit Hilfe des Seesaw-Mechanismus vom Typ I behandelt. Hierbei werden die Teilchen im Standardmodell durch schwere rechtshändige Neutrinos sowie durch zusätzliche skalare Doubletts erweitert. Nach einer einführenden Diskussion über Dirac-, Majorana-, sowie Hybridmassenterme wird der Seesaw-mechanismus für beliebige Anzahlen von linkshändigen und rechtshändigen Neutrinos, sowie für eine beliebige Anzahl von skalaren Doubletts formuliert. Da im Allgemeinen durch diese Methode nicht alle linkshändigen Neutrinos Masse erhalten, werden anschließend radiative Korrekturen im Rahmen von Einschleifen-Korrekturen zum diskutiert. Im Anschluß an die allgemeine Diskussion von dominanten Einschleifenkorrekturen zum Seesaw-mechanismus werden diese Resultate in zwei verschiedenen Modellen angewendet. Im ersten Modell, welches auf der Standardeichgruppe SU(2)xU(1) basiert, wird die Massenkorretur der linkshändigen Neutrions explizit berechnet, sowie der Spezialfall der minimalen Erweiterung des Standardmodells betrachtet. Im zweiten Modell wird eine zusätzliche exakte Z_2-symmetrie eingeführt, wodurch die Neutrinos ausschließlich durch die Einschleifen-Korrekturen Masse erhalten. In Anschluß an den Spezialfall der minimalen Erweiterung wird auch für dieses Modell eine Verallgemeinerung für beliebige links- und rechtshändige Neutrions sowie für beliebig viele skalare Doubletts formuliert. Insbesondere wird der Zusammenhang zwischen nichtverschwindenden Neutrinomassen und Termen im skalaren Potential hergestellt.
Abstract
(Englisch)
The observations of neutrino oscillations verify the existence of small but nonzero neutrino masses. However, in the Standard Model of particle physics neutrinos are assumed massless, since only left-handed neutrinos and right-handed antineutrinos can be observed in weak decays and cross sections. The subject of this master thesis is the implementation of neutrino masses in the Standard Model by means of the seesaw mechanism of type I. The particle content of the Standard Model is being extended by heavy right-handed neutrinos and additional scalar doublets. After a general discussion on Dirac, Majorana and hybrid mass terms, the seesaw mechanism type I is formulated for an arbitrary number of left and right-handed neutrinos and for an arbitrary number of scalar doublets. Since even after this procedure some left-handed neutrinos might remain massless, radiative corrections to the seesaw mechanism, in particular one-loop corrections, are considered. After a general discussion of dominant one-loop corrections to the seesaw mechanism, this knowledge is applied to two different models. In the first model, which is based on the standard gauge group SU(2)xU(1), the mass correction for the left-handed neutrinos is derived explicitly. Afterwards, the special case of a minimal extension within this model is considered. In the second model, the so-called scotogenic model, an additional exact Z_2-symmetry is introduced, which causes the left-handed neutrinos to acquire mass only at one-loop level. After the discussion of the minimal extension, this model is generalized for arbitrary numbers of left and right-handed neutrinos, as well as a scalar doublet. In particular, the correspondence of non-vanishing neutrino masses and terms in the scalar potential is outlined.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
particle physics Standard Model neutrino masses seesaw mechansim one-loop corrections scotogenic model
Schlagwörter
(Deutsch)
Teilchenphysik Standardmodell Neutrinomassen Seesawmechanismus Einschleifenkorrekturen Scotogenic Modell
Autor*innen
Birgit Trappl
Haupttitel (Englisch)
One-loop corrections to the seesaw mechanism and models of neutrino masses and lepton mixing
Paralleltitel (Deutsch)
Einschleifenkorreturen zum Seesawmechanismus und Modelle von Neutrinomassen und Leptonmischung
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
xi, 177, VII Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Walter Grimus
Klassifikationen
33 Physik > 33.10 Theoretische Physik: Allgemeines ,
33 Physik > 33.19 Theoretische Physik: Sonstiges ,
33 Physik > 33.20 Moderne Physik: Allgemeines ,
33 Physik > 33.24 Quantenfeldtheorie ,
33 Physik > 33.50 Physik der Elementarteilchen und Felder: Allgemeines ,
33 Physik > 33.52 Feldtheorien ,
33 Physik > 33.56 Elementarteilchenphysik ,
33 Physik > 33.59 Physik der Elementarteilchen und Felder: Sonstiges
AC Nummer
AC13329471
Utheses ID
37172
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |