Φαινομενολογία και κοσμολογία των υπερσυμμετρικών θεωριών

Abstract

In this Thesis, the construction of a supersymmetric model based on Pati-Salam symmetry group is presented. It is an extension of the Minimal Supersymmetric Standard Model with quasi-unication of the Yukawa couplings. The structural characteristics of the model are presented and the necessary formalism for the phenomenological and cosmological study is given. The study of the parametric space is presented, the restrictions coming from experimental data are reviewed and the model’s predictive capacity is demonstrated. It is clear that for large values of tanβ all the important restriction are satised: B meson decays, mass of Higgs boson, relic density of LSP, which in this case is mostly bino or higgsino, and the direct detection of LSP with SI and SD scatterings. Exact Yukawa unication is softly violated, with the Yukawa coupling ratios being of order unity. The mass spectrum of the supersymmetric particles is beyond 1 TeV.

Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται η κατασκευή ενός υπερσυμμετρικού μοντέλου βασισμένου στην ομάδα Pati-Salam. Αποτελεί επέκταση του Περιορισμένου Ελάχιστου Υπερσυμμετρικού Καθιερωμένου Προτύπου με οιονεί ενοποίηση των ζεύξεων Yukawa. Περιγράφονται τα δομικά χαρακτηριστικά του μοντέλου και δίνεται όλος ο απαραίτητος φορμαλισμός για τη φαινομενολογική και κοσμολογική του μελέτη. Παρουσιάζεται η μελέτη του παραμετρικού χώρου, ο περιορισμός του από τα πειραματικά δεδομένα και καταδεικνύεται η προβλεπτική του ικανότητα. Συγκεκριμένα, προκύπτει ότι για μεγάλες τιμές του tanβ, ικανοποιούνται όλοι οι σημαντικοί περιορισμοί: οι διασπάσεις του μεσονίου Β, η μάζα του μποζονίου Higgs, η εναπομένουσα πυκνότητα του LSP, που στη συγκεκριμένη περίπτωση είναι νετραλίνο το οποίο αποτελείται από bino ή higgsino και η άμεση ανίχνευση του LSP με SI και SD σκεδάσεις. Υπάρχει παραβίαση της πλήρους ενοποίησης των ζεύξεων Yukawa, όμως οι λόγοι των ζεύξεων είναι της τάξεως της μονάδας. Το φάσμα μαζών των υπερσυμετρικών σωματιδίων ξεπερνάει το 1 TeV.