Quantum Effects on some low and high energy processes beyond the standard model

Abstract

Elementary particle physics has made remarkable progress in the past two decades, both experimentally and theoretically. The success of the Standard Model (SM) has been overwhelming since it was proposed as the unified Theory describing particle physics phenomenology. The only lacking building block of the SM is the Higgs boson. This is why our interest will be focused in the spontaneous symmetry breaking sector of the theory.<br/>From a theoretical point of view, the SM cannot be considered as the ultimate theory because many questions remain open. The SM also lacks a quantum theory of gravity, and the recent indications for the possibility of neutrino oscillations give support to the idea of the SM being subsumed within a more fundamental theory. <br/>In this thesis, we study the Higgs boson decaying into quarks. We first depict clearly the low-energy physics constraints from the radiative -decays, within the Minimal Supersymmetric SM (MSSM), and then we study the decay of the charged Higgs into t . We also argue on the important effects that appear in the charged Higgs boson production itself and in the expected measurement of the single top quark production cross-section and their relevance for the Tevatron II analyses.<br/>The important supersymmetric strong corrections to the three MSSM neutral Higgs bosons decays are also discussed. As early as in 1995 we suggested that these effects could be important in the Higgs boson production mechanisms themselves and nowadays this has been shown in some partial studies for the Tevatron. We again use the low energy B-meson decay physics experiments constraints. <br/>Within the theoretical framework of two-Higgs-doublet models, we study the charged Higgs boson decay of a top quark and a comparison with the SUSY case is done. It gives us knowledge to let us distinguish between the two Higgs sectors. We also improve the existing standard QCD corrected bounds in the parameter space tanb-mH+, obtained by the Tevatron Collaboration, by adding the electroweak effects just calculated. <br/>Lastly, a review analysis of the constraints on the masses and couplings of the single and double charge members of Left-Right Higgs triplets is carried out. Present day experiments tolerate values of the Yukawa couplings of these scalars at the level of the standard electroweak gauge couplings. Thus, it is not strange to find that the proposed measurement of the ratio by the Large Cerenkov Detector Project Collaboration would allow exploring a large region of the parameter space inaccessible to the usual ratio measured by the CHARM II Collaboration.

La Física de Partículas ha realizado experimental y teóricamente un progreso notable en las dos últimas décadas. El éxito del Modelo Estándar (SM) ha sido abrumador desde que fue propuesto como la teoría unificadora para describir la Fenomenología de la Física de Partículas. La única parte no confirmada es el bosón de Higgs. Por eso, nuestro interés se centra en el sector de rotura espontánea de la simetría de la teoría.<br/>Desde el punto de vista teórico, el SM no puede ser considerado como la teoría correcta porque deja muchas preguntas abiertas. También le falta una teoría cuántica de la gravedad, y las recientes evidencias de oscilaciones de neutrinos dan soporte a la idea de que el SM esta embebido en una teoría más fundamental.<br/>En esta tesis, analizamos la desintegración del bosón de Higgs a quarks. Primero damos los límites dentro del SM Supersimétrico Mínimo con origen en las desintegraciones radiativas del y seguidamente estudiamos la desintegración del Higgs cargado a t . También argumentamos sobre los importantes efectos que aparecen en la producción del Higgs cargado, la sección eficaz de producción del top solo y la relevancia para los análisis de Tevatron II.<br/>También calculamos las importantes correcciones supersimétricas a las desintegraciones de los 3 bosones de Higgs supersimétricos neutros. Ya en 1995 sugerimos que estos efectos podían ser importantes en los mecanismos de producción y actualmente ha sido demostrado en algunos estudios parciales para Tevatron. Usamos aquí también las restricciones de la física de mesones de bajas energías.<br/>Dentro del marco teórico de los modelos de dos dobletes de Higgs estudiamos la desintegración del bosón de Higgs cargado a top quark y comparamos con el caso supersimétrico. Con ello obtenemos conocimiento para poder distinguir entre los dos sectores de Higgs. También mejoramos los límites en el espacio de parámetros tanb-mH+ obtenidos por la Tevatron Collaboration añadiendo los efectos electrodébiles calculados.<br/>Para finalizar, llevamos a cabo una actualización de los límites en las masas y acoplamientos de los miembros cargados de los Higgses de modelos Left-Right. Los experimentos actuales toleran valores de los acoplamientos de Yukawa de estos escalares del orden de los acoplamientos gauge electrodébiles estándares. Así, no es extraño encontrar que la medida de propuesta por la Large Cerenkov Detector Project Collaboration permitiría explorar una amplia área del espacio de parámetros inaccesible a la usual medida de realizada por la CHARM II Collaboration.