Examen de tesis de Marcela Marín: Teorías de campo efectivas en procesos con violación de sabor leptónico

Tuesday 24 May 2022, 09:30 → 12:00 America/Mexico_City

La versión original del Modelo Estándar, donde solo aparecen neutrinos izquierdos no masivos, predice la conservación del sabor leptónico. Las oscilaciones de neutrinos implican sin lugar a dudas violación del sabor leptónico, sin embargo, hasta ahora, no se ha observado violación de sabor leptónico en el sector cargado. En consecuencia, existe un sólido programa experimental que busca cualquier tipo de observación de violación de sabor leptónico en el sector cargado, que conduzca a una nueva física más allá del Modelo Estándar.
En el primer trabajo de esta tesis analizamos las desintegraciones que violan sabor ℓi → ℓj χ, donde χ es un bosón de gauge masivo, el cual, hasta ahora, no ha sido descrito satisfactoriamente para χ ultraligero. Los observables como la tasa de decaimiento exhibían una divergencia no física en el límite mχ → 0. Presentamos entonces dos modelos explícitos donde la violación del sabor leptónico es generada a nivel árbol o a un loop. Mostramos que, gracias a la simetría gauge local, se asegura la finitud de los observables en el límite de χ sin masa. Finalmente, discutimos las consecuencias fenomenológicas más destacadas y su relevancia en las búsquedas de este tipo de desintegraciones.
En el segundo trabajo, realizamos un análisis de los procesos que violan el sabor leptónico en el sector cargado ℓi → ℓj γγ, en un enfoque de teoría de campos efectiva. Construimos un Lagrangiano efectivo que describe la interacción local entre dos leptones cargados de diferente sabor y dos fotones. Mostramos que en el escenario donde solamente la emisión de doble fotón es permitida a nivel árbol, las correcciones de loop pueden aún inducir probabilidades grandes para ℓi → ℓj γ derivando en límites superiores  indirectos para ℓi → ℓj γγ. Encontramos que nuestros límites son órdenes de magnitud mejores que los  límites actuales para estos procesos. Finalmente, discutimos que las búsquedas de estos canales están bien motivadas teóricamente, mostrando que tanto los procesos con un solo fotón como los procesos con dos fotones tienen probabilidades similares en los modelos de dos dobletes de Higgs, fortaleciendo así las búsquedas de ℓi → ℓj γγ.