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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
Axion phenomenology in the two-Higgs doublet model with U(1)X gauge symmetry
DIEGO SILVA VIEIRA GONCALVES
DISSERTAÇÃO
15/03/2022

Neste trabalho, propomos uma extensão do Modelo Padrão a partir de um Modelo com dois dubletos Higgs, com uma simetria adicional de calibre U(1)X, que proíbe as correntes neutras de mudança de sabor em nível de árvore. Abordamos simultaneamente em tal modelo os problemas de CP forte, matéria escura e massa de neutrinos. Para tal, precisamos implementar uma simetria adicional U(1)PQ e um mecanismo seesaw de Dirac. As massas dos neutrinos são suprimidas pela razão das escalas de quebra das duas simetrias extras do modelo, levando à caracterização da escala de quebra de U(1)Xcomo intermediária. Os sinais podem estar ao alcance experimental nas próximas gerações de colisores. O bóson de calibre associado a U(1)X não se mistura com o bóson Z do Modelo Padrão. Há indícios de que este é um recurso geral em modelos com o setor escalar estendido. O áxion neste modelo pode explicar a abundância observada de matéria escura se a escala de quebra de U(1)PQ for alta o suficiente. Notamos que a escala de quebra U(1)X suprime a restrição na constante de decaimento axion, fa, induzida pelo processo de violação de sabor K+ → π +a. Por fim, identificamos as regiões preferidas no espaço de parâmetros do axion, levando em conta a interação das escalas de energia que levam às massas naturais de neutrinos.

áxion;modelos com dois dubletos de Higgs;massas dos neutrinos;física além do Modelo Padrão;mecanismo seesaw
In this work, we propose a two-Higgs douglet model (2HDM) extension of the Standard Model (SM) with an additional U(1)X gauge symmetry, which forbids the flavor-changing neutral currents (FCNCs) at tree level. We simultaneously address in such a model the strong-CP, dark matter, and neutrino mass problems. To do this, we need to implement an additional U(1)PQ symmetry and a Dirac seesaw mechanism. The neutrino masses are suppressed by the ratio of the breaking scales of the two extra symmetries of the model, leading to the characterization of the breaking scale of U(1)X as intermediate. Signals may be within experimental reach in the next generations of colliders. The gauge boson associated with U(1)X does not mix the SM Z boson. There are hints this is a general feature in extended scalar sector models. The axion in this model may explain the observed abundance of dark matter if U(1)PQ breaking scale is high enough. We notice that the U(1)X breaking scale suppresses the constraint on the axion decay constant, fa, induced by the flavor violating process K+ → π +a. Lastly, we identify the preferred regions in the axion parameter space, taking into account the interplay of the energy scales leading to natural neutrino masses as well.
axion;two-Higgs doublet models;neutrino masses;physics beyond the Standard Model;seesaw mechanism
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INGLES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada
FIS-2022 - Diego Silva Vieira Gonçalves.pdf

Contexto

FÍSICA
FÍSICA DE PARTÍCULAS E CAMPOS
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Banca Examinadora

ALEX GOMES DIAS
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
ALEXANDRE ALVES Participante Externo
CELSO CHIKAHIRO NISHI Docente - PERMANENTE
ALEX GOMES DIAS Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 9
CONS NAC DE DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLOGICO - Bolsa de Mestrado no País GM 15

Vínculo

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Sim
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