Another brick in the Higgs: the composite Higgs scenario
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
O outro tijolo no Higgs: o cenário do Higgs composto
Primeiro orientador
Membros da banca
Bruce Lehmann Sánchez Vega
Mario Sergio de Carvalho Mazzoni
Mario Sergio de Carvalho Mazzoni
Resumo
O Modelo Padrão (SM) da física de partículas teve numerosos sucessos na previsão de
resultados experimentais. Apesar disso, a maioria dos físicos de partículas acreditam
que o SM não é a teoria final para as interações fundamentais, mas uma teoria efetiva
válida apenas em alguma escala de baixa energia. Isso significa que deveria haver física
além do SM (BSM). Uma das razões para esta crença é o problema da hierarquia, ou
seja, porque a massa de Higgs é muito inferior à escala de Planck. Existem algumas
soluções para este problema, como supersimetria, dimensões extras e o Higgs composto.
O Higgs composto é uma das soluções mais exploradas para o problema de hierarquia
atualmente. Esse modelo estende as simetrias do SM e gera o campo de Higgs como um
bóson pseudo-Nambu-Goldstone composto, gerado por uma quebra de simetria. Essa
quebra pode gerar diversos campos de Higgs, como singletos e dubletos. Esta dissertação
faz uma abordagem abrangente do Modelo Composto de Higgs, com foco principal na
construção do modelo e no Higgs Composto Mínimo como principal exemplo. O primeiro
capítulo define e discute o Problema da Hierarquia. O segundo capítulo fornece uma
revisão completa do mecanismo de Higgs, começando pelos fundamentos da invariância
da simetria de calibre e progredindo até a quebra de simetria eletrofraca e as massas dos
bósons de calibre. O capítulo três investiga as discussões formais em torno do mecanismo
de Higgs a partir de uma perspectiva da teoria de grupos. Finalmente, o capítulo quatro
apresenta detalhadamente a construção do Higgs composto, com o modelo mínimo servindo
como exemplo concreto.
Abstract
The Standard Model (SM) of particle physics has had numerous successes in predicting the
results of experiments. Despite this, most particle theorists believe it is not the final theory
for the fundamental interactions but an effective theory valid only at some low energy
scale. This means that there should be physics beyond the SM (BSM). One of the reasons
for this belief is the hierarchy problem, i.e., why the Higgs mass is so much lower than the
Planck scale. There are a few solutions to this problem, such as supersymmetry, extra
dimensions, and the Composite Higgs. The composite Higgs is one of the most explored
solutions to the hierarchy problem nowadays. This model extends the SM symmetries and
generates the Higgs field as a composite pseudo-Nambu-Goldstone Boson generated by
a symmetry breaking. This breaking can generate several Higgs fields, such as singlets
and doublets. This thesis takes a introductory approach to the Composite Higgs Model,
with a primary focus on the model’s construction and the Minimal Composite Higgs as a
prime example. The first chapter defines and discusses the Hierarchy Problem. The second
chapter provides a thorough review of the Higgs mechanism, starting from the basics of
gauge symmetry invariance and progressing to Electroweak Symmetry Breaking and the
masses of gauge bosons. Chapter three delves into the formal discussions surrounding
the Higgs mechanism from a group theory perspective. Finally, chapter four presents the
composite Higgs construction in detail, with the minimal composite Higgs serving as a
concrete example.
Assunto
Partículas elementares, Bósons de Higgs, Teoria de grupos
Palavras-chave
Particle physics, Standard model, Higgs boson, Composite Higgs, Hierarchy problem, Beyond standard model
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