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Phenomenology of a left-right-symmetric model inspired by the trinification model

Hetzel, Jamil

German Title: Phänomenologie eines links-rechts-symmetrisches Modells basierend auf dem Trinifikationsmodell

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Abstract

The trinification model is an interesting extension of the Standard Model based on the gauge group SU(3)C ×SU(3)L ×SU(3)R. It naturally explains parity violation as a result of spontaneous symmetry breaking, and the observed fermion masses and mixings can be reproduced using only a few parameters. We study the low-energy phenomenology of the trinification model in order to compare its predictions to experiment. To this end, we construct a low-energy effective field theory, thereby reducing the number of particles and free parameters that need to be studied. We constrain the model parameters using limits from new-particle searches as well as precision measurements. The scalar sector of the model allows for various phenomenological scenarios, such as the presence of a light fermiophobic scalar in addition to a Standard-Model-like Higgs, or a degenerate (twin) Higgs state at 126 GeV. We show how a measurement of the Higgs couplings can be used to distinguish such scenarios from the Standard Model. We find that the trinification model predicts that several new scalar particles have masses in the O (100 GeV) range. Moreover, large regions of the parameter space lead to measurable deviations from Standard-Model predictions of the Higgs couplings. Hence the trinification model awaits crucial tests at the Large Hadron Collider in the coming years.

Translation of abstract (German)

Das Trinifikationsmodell ist eine interessante Erweiterung des Standardmodells, die auf der Eichgruppe SU(3)C ×SU(3)L×SU(3)R basiert. Das Modell beschreibt die Paritätsverletzung durch die spontane Brechung der Eichsymmetrie, und die gemessenen Fermionenmassen und -mischungswinkel können mit wenigen Parametern reproduziert werden. Wir untersuchen die Phänomenologie des Trinifikationsmodells bei niedrigen Energien, um seine Voraussagungen mit Experimenten vergleichen zu können. Zu diesem Zweck konstruieren wir eine effektive Feldtheorie die es erlaubt, mit einer geringeren Anzahl von Teilchen und freien Parametern auszukommen. Die Modellparameter werden mittels den bereits vorliegenden Präzisionsmessungen und experimentellen Grenzen eingeschränkt. Der Skalarsektor des Modells ermöglicht verschiedene phänomenologische Szenarien, zum Beispiel ein leichtes fermiophobisches Skalarteilchen zusätzlich zu einem standardmodellartigen Higgs, oder die Existenz eines entarteten (Zwillings-)Higgsbosons bei 126 GeV. Wir zeigen wie die Messung der Higgskopplungen es erlaubt, zwischen solchen Szenarien und dem Standardmodell zu unterscheiden. Es stellt sich heraus, dass das Trinifikationsmodell mehrere neue Skalarteilchen mit Massen im O (100 GeV)-Bereich vorhersagt. Außerdem werden in großen Teilen des Parameterraums messbare Abweichungen der Higgskopplungskonstanten von den Standardmodellwerten erwartet. Das Trinifikationsmodell erwartet daher in den nächsten Jahren entscheidende Tests am Large Hadron Collider.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Plehn, Prof. Dr. Tilman
Date of thesis defense: 4 February 2015
Date Deposited: 09 Mar 2015 13:51
Date: 2015
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute for Theoretical Physics
Subjects: 530 Physics
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