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Classically scale invariant extensions of the Standard Model

Carla Maria Schuler

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Physik

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Physik

Betreuer*in

Helmut Neufeld

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DOI

10.25365/thesis.49823

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-10959.16548.897359-6

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

In dieser Arbeit wird eine Erweiterung des Standardmodells (SM) mit klassischer Skaleninvarianz untersucht, bei welcher spontane Symmetriebrechung aufgrund von Quantenkorrekturen auftritt und die Erzeugung der Massen aller Teilchen durch den Coleman-Weinberg-Mechanismus beschrieben wird. Um eine mögliche, in der Theorie realisierbare, skaleninvariante Version des SM zu bilden, wird der Higgs-Sektor des SM um ein komplexes Skalarfeld, welches ein Singulett bezüglich der SM Eichgruppe ist und die SM Eichgruppe um einen Abel'schen U(1)z Faktor erweitert. Daraus resultiert die Vorhersage eines neuen schweren, farbneutralen und elektrisch neutralen Z' Bosons. Die Einführung rechtshändiger Neutrinofelder ermöglicht die Erzeugung von Neutrino-Majorana-Massen durch den Seesaw-Mechanismus im TeV Bereich. Bei Annahme von generationsunabhängigen U(1)z Ladungen der beobachteten Quarks und Leptonen, stellt sich heraus, dass eine Ergänzung durch drei zusätzliche Neutrinofelder zu einer ein-parametrigen Lösungsschar für die U(1)z Ladungen führt. Diese ist mit den Bedingungen für die Anomaliefreiheit und der Existenz von Fermionmassentermen konsistent. Im skalaren Sektor wird eine Analyse des skalaren effektiven Potentials auf Einschleifenniveau durchgeführt, bei welcher nach einer störungstheoretischen Methode nach Gildener und Weinberg vorgegangen wird.

Abstract

(Englisch)

In this thesis, an extension of the Standard Model (SM) with classical scale invariance is studied, where spontaneous symmetry breaking occurs due to quantum corrections and the generation of the masses of all particles is described by the Coleman-Weinberg mechanism. To achieve a possible theoretically viable scale-invariant version of the SM, the SM Higgs sector is enlarged by a complex scalar field, being a singlet with respect to the SM gauge group and the SM gauge group is extended by an additional abelian U(1)z factor, resulting in the prediction of a new heavy color-singlet and electrically-neutral Z' boson. The introduction of right-handed neutrino fields gives the possibility to generate neutrino masses via the see-saw mechanism, with heavy neutrino Majorana masses in the TeV region. Assuming generation-independent U(1)z charges for the observed quarks and leptons, it is found that the addition of three right-handed neutrino fields leads to a set of solutions for the U(1)z charges with one free parameter being consistent with anomaly cancellation conditions and viable fermion mass terms. In the scalar sector an analysis of the scalar effective potential up to one-loop level is performed, using the perturbative framework introduced by Gildener and Weinberg.

Autor*innen

Carla Maria Schuler

Haupttitel (Englisch)

Classically scale invariant extensions of the Standard Model

Paralleltitel (Deutsch)

Klassisch skaleninvariante Erweiterungen des Standardmodells

Publikationsjahr

2017

Umfangsangabe

60 Seiten : Diagramme

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Helmut Neufeld

Klassifikationen

33 Physik > 33.10 Theoretische Physik: Allgemeines ,

33 Physik > 33.19 Theoretische Physik: Sonstiges ,

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 ,

33 Physik > 33.99 Physik: Sonstiges

AC Nummer

AC15151635

Utheses ID

44054

Studienkennzahl

UA | 066 | 876 | |

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