Cotas en las masas del higgs bajo la imposición de unitariedad en el modelo de dos dobletes (2HDM)

Abstract

Se presenta un estudio detallado del comportamiento unitario del Modelo Estándar Electrodébil y del Modelo de Dos Dobletes de Higgs por medio del análisis de diferentes procesos dispersivos. Para ello, el origen de la unitariedad desde la matriz de dispersión, pasando por una serie de implicaciones, es discutido desde las bases conceptuales de las teorías gauges de interacciones elementales. Un recorrido sobre los diferentes escenarios fenomenológicos y teóricos para los dos modelos es establecido con el fin de implementar el comportamiento unitario de manera idónea y consistente con las estructuras formales; haciendo énfasis en el mecanismo de Higgs, las simetrías discretas y continuas, y los limitantes teóricos y fenomenológicos que allí se presentan. En este nivel, se realiza un estatus de los limitantes de precisión para la hipótesis de un Higgs minimal por medio de diferentes canales de interacción en aceleradores hidrómicos y leptónicos. Además de las restricciones fenomenológicas actuales, surgen sistemáticas que evalúan al modelo estándar (estabilidad del vacío, trivialidad, naturalidad y unitariedad) en escalas superiores tal que la formulación llegue a ser consecuente con los fundamentos de la teoría cuántica de fondo. Estas se convierten a su vez en limitantes para modelos gauges superiores y con sectores de Higgs extendidos, donde la unitariedad surge como una imposición clave para salvaguardar la consistencia interna de estas teorías. A partir de diferentes procesos dispersivos bosónicos y termiónicos, y a través de un método no tradicional se encuentran regiones unitarias de exclusión sobre las masas de los bosones de Higgs de asignación Carga Paridad-par del modelo de dos dobletes, los parámetros de mezcla y de los acoples de Yukawa para fermiones pesados en la presencia de corrientes neutras de cambio de sabor. Con la dispersión de bosones W±L, se plantea un estrecha relación entre las reglas de suma unitarias en modelos multidobletes con conservación de la simetría Carga Paridad y la simetría de custodia del modelo estándar. Para procesos inelásticos en los que se involucran fermiones y bosones [Fórmula Física], tratados desde de las amplitudes y la sección eficaz concerniente, las restricciones no son los suficientemente fuertes en virtud a que el comportamiento unitario de los bosones gauge polarizados longitudinalmente (bajo el uso del teorema de equivalencia estos se convierten en los bosones de Goldstone en altas energías) es preservado en todas las escalas de energía. Se discuten implicaciones fenomenológicas de las restricciones y los análisis, dejando a su vez un camino abierto en el tratamiento unitario de nueva física para procesos netamente fermiónicos en modelos más allá del modelo estándar. / Abstract: We study comprehensively unitary behaviour of Electroweak Standard Model and Two Higgs Doublet Model through analysis of different scattering processes. For this purpose the origin of scattering matrix unitarity is discussed from the conceptual basis of gauge theories of elementary interactions. At this point the implications of unitarity (e.g. Charge-Parity-Temporal Inversion Theorem, Boltzmann H Theorem and the general behaviour of cross sections) in quantum field theory are evaluated and revised. A overview on the phenomenological and theoretical scenarios for both models is established with aim to implement the unitary behavior in appropriate ways which is consistent with their formal structures; with emphasis on Higgs mechanism, discrete and continuous symmetries and theoretical and phenomenological constraints. At this level, a review of the limitations of precision for the hypothesis of a minimal Higgs through different channels of interaction in hadronic and leptonic accelerators is performed. In addition to the phenomenological constraints, there are systematic (vacuum stability, perturbativity, naturalness and unitarity) reviews assessing the standard model at higher energy scales in order to the formulation is consistent with the fundamentals of quantum field theory background. These systematic are transformed in constraints to beyond gauge theories and extended higgs sectors wherein unitarity emerges like a imperative imposition to ensure the internal consistency of the theory. From different bosonic and fermionic scattering processes, and by realization of a no-traditional method we find unitary exclusion regions on Higgs masses (with assignment even of Charge-Parity in two higgs doublet model), mixing parameters and hierarchical Yukawa couplings (quark sector) with presence of Flavour Changing Neutral Currents. With elastic scattering of W±L , we proposed a close relation among cust odial symmetry of standard model and unitary sum rules of multidoublets models with a frame of Charge-Parity symmetry conservation. In inelastic scattering procceses which involve fermions and bosons [Physical Formula ] and from their amplitudes and cross sections, the constraints are not enough strong by virtue to the behaviour of longitudinally polarized gauge bosons are preserved at all scales of energy. In addition phenomenological implications are discussed and we also left a new systematic for the unitary treatment of new physics at fermionic processes in theories beyond of standard model.