Dispersión electrón positrón en muón antimuón en el polo del bosón exótico Z’0 del modelo electrodébil SU(3)L x U(1)N

Abstract

La mayoría de los modelos teóricos que son extensiones del Modelo Estándar (SM), predicen nuevas partículas llamadas exóticas. El presente trabajo de Tesis se desarrolla dentro del marco teórico de uno de los modelos basados en la simetría SU(3)i®U(l) (Sector Electrodébil). Este modelo predice 9 bosones intermediarios (debido a la propiedad de los grupos de simetría); ocho en el sector débil, (W^, V^, t/±fc, Z°, Z°); y uno en el sector electromagnético, 7 (el fotón). Adicionalmente, el incremento de partículas se da en el sector leptónico: E+, M+, T+, llamados también leptones pesados, y que a diferencia del SM, cada una de éstas partículas se agrupan en familias de tripletes. El presente trabajo tiene como objetivo calcular la sección eficaz diferencial y to¬tal, para el proceso de dispersión electrón - positrón (partículas iniciales), y como productos finales muón - antimuón, e+ + e- — >+ + -, proceso de dispersión a nivel de árbol (primer orden), a energías cercanas a la masa del nuevo bosón exótico Z°', partícula intermediaria masiva de carga cero que se introduce como consecuencia de la extensión del grupo de simetría de SU(2) a SU(3). Se emplean las representa¬ciones fundamentales de los grupos. Posteriormente se realiza un análisis detallado del comportamiento de la sección eficaz con respecto a la energía total de las partículas incidentes en el sistema referencial del centro de momentos (CM), para regiones cercanas a la masa del bosón Z° (energías mayores que 1 TeV, según las predicciones de las diferentes extensiones del SM). Estos datos serán comparados con los datos que se obtengan experimentalmente cuando empiece a correr el Colisionador Lineal (ILC: International Linear Collider) en el CERN por el año 2020, aproximadamente; y que dará a los físicos una nueva visión para explorar energías mas allá de los alcanzados en los aceleradores de hoy. El ILC complementará al Large Hadron Collider (LHC), también ubicado en el CERN, actualmente operando y juntos descifrarán algunos de los misterios más profundos en el universo.

Most of the theoretical models which go beyond the SM, predict new particles which are called Exotic particles. This thesis work is developed within the model theoretical frame like 5C/(3)I/(1) (Electroweak Sector). The model predicts nine mediated bosons (because of symmetry groups properties); eight on the weak sector, (W, V, f7±fc, Z°, Z°)', and the other one, on the electromagnetic sector (the photon). Fur-thermore, the group dimensión increase gives rise also to new particles on the leptonic sector: E+, M+, T+, they are more massive than the known leptons, and comparing with the SM particles each one is grouped in triplet families. The goal of the present work is to calculate the differential cross section and the to¬tal one for the scattering process electrón - positron (incoming particles), and muon-antimuon (outcoming particles), e+ + e- —>+ + -, scattering process made to tree level (first order), to energies close to new exotic boson mass Z°, massive medi¬ated particle with cero charge that is introduced as a consecuence of increasing the group dimensión 5'f/(2) to SU(3). We have used the underlying representations of the groups. Afterwards, we make a careful examination of the cross section, how it behaves when comparing with the momentum center (C.M.) whole energy around the boson mass Z° (according to some papers which go beyond SM, these energies are above 1 TeV). The information will be compared with the experimental ones when start running the Internatinal Linear collider (ILC), placed in CERN, by the year 2020, approximately; and it will give physicists a new sight to explore energies higher than ones that accelerators have reached nowadays. ILC will support Large Hadron Collider (LHC - CERN). Currently, LHC is working and both will try to resolve the deepest mysteries of the universe.