Formulation de la théorie effective à basse énergie du secteur électrofaible sans particule de Higgs - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2004

Formulation of the low-energy effective theory of the Higgs-less electroweak sector

Formulation de la théorie effective à basse énergie du secteur électrofaible sans particule de Higgs

Résumé

The low-energy effective theory of electroweak symmetry-breaking without a Higgs particle is constructed using the methods of Chiral Perturbation Theory. Weinberg's power-counting formula demonstrates the consistency of the loop expansion, with the corresponding renormalization. We find that the suppression of effective operators by a mass scale, which was automatic in the case of the Standard Model, no longer holds in the Higgs-less case. Moreover, the incriminated operators appear at leading order in the chiral expansion, at variance with experiments. To account for their suppression, invariance under a larger symmetry is required, corresponding to the composite sector (which produces the three Goldstone modes) being decoupled from the elementary sector quarks, leptons and Yang-Mills fields). The couplings are introduced via spurions: this reduces the symmetry to SU(2)xU(1). In the simultaneous expansion in powers of momenta and spurions, the aforementioned operators are relegated to higher orders. In addition, the method allows for a systematic treatment of weak isospin breaking. The Weinberg power-counting formula can be recovered, and small neutrino masses accounted for. The three light-handed neutrinos (lighter than the TeV), which are introduced in connection with the custodial symmetry, are quasi-sterile and stable. A constraint on the underlying theory is obtained by studying the anomaly-matching in the composite sector and generalizing the Wess-Zumino construction. The spurion formalism is also applied to open linear moose models, for which generalized Weinberg sum rules are derived.
La théorie effective à basse énergie du secteur électrofaible sans particule de Higgs utilise les méthodes de la Théorie de perturbation Chirale. La formule de comptage de Weinberg permet un développement cohérent en boucles et la renormalisation correspondante. On trouve que certains opérateurs effectifs, supprimés par une échelle de masse dans le cas du Modèle Standard, ne le sont plus dans le cas sans particule de Higgs. De plus, ils apparaissent à l'ordre dominant du développement chiral, en conflit avec les expériences. Pour décrire leur suppression, on demande l'invariance sous la symétrie obtenue lorsque le secteur composite (produisant les trois modes de Goldstone) et le secteur élémentaire (quarks, leptons et champs de Yang-Mills) sont découplés. On introduit alors les couplages en réduisant la symétrie à
SU(2)xU(1) via des spurions. Les opérateurs indésirables n'apparaissent qu'aux ordres supérieurs du développement simultané en puissances des impulsions et des spurions. De plus, la brisure de l'isospin faible est traitée de façon systématique et la formule de comptage de Weinberg peut être reproduite. Les spurions permettent de rendre compte des faibles masses des neutrinos actifs. Les trois neutrinos droits, légers par rapport au TeV, introduits afin de préserver une symétrie custodiale, sont quasi-stériles et stables. On étudie également le raccordement des anomalies dans le secteur composite, généralisant la construction de Wess-Zumino: on obtient une contrainte sur la théorie sous-jacente. Appliquant le formalisme des spurions aux modèles "moose" linéaires ouverts, on démontre des règles de somme de Weinberg généralisées.
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  • HAL Id : tel-00008357 , version 1

Citer

Johannes Hirn. Formulation de la théorie effective à basse énergie du secteur électrofaible sans particule de Higgs. Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]. Université Paris Sud - Paris XI, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00008357⟩
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