No universalidad de familias de quarks y corrientes neutras que cambian sabor en modelos con simetría gauge su(3)c su(4)l u(1)x

Abstract

La cancelación de anomalías entre las familias de fermiones en la extensión SU(3)c SU(4)L U(1)X del Modelo Estándar (SM) requiere que una generación de quarks transforme de manera diferente a las otras dos bajo el grupo gauge, lo cual da lugar a Corrientes Neutras que Cambian Sabor (FCNC) a nivel árbol. Como una familia de quarks transforma diferentemente, existen tres posibles asignaciones de autoestados gauge en autoestados de masa y las implicaciones fenomenológicas del modelo dependerán de cuál asignación se elija. En este trabajo, usando datos de precisión electrodébil a la escala de la masa del bosón Z del SM, considerando violación de paridad atómica y datos experimentales de la mezcla de mesones neutros, se examinan los modelos de tres familias sin cargas eléctricas exóticas basados en la simetría SU(3)c SU(4)L U(1)X. Se estudian los efectos de la no universalidad de familias de quarks sobre las cotas al ángulo de mezcla entre las corrientes neutras presentes en los modelos estudiados y sobre las escalas de masa de los nuevos bosones de gauge predichos por la teoría. Para que las cotas inferiores sobre esas escalas de masas sean tan bajas como sea posible, la tercera familia de quarks debe transformar diferentemente bajo SU(4)L U(1)X. / Abstract Flavour changing neutral currents arise in the SU(3)c SU(4)L U(1)X extension of the standard model because anomaly cancellation among the fermion families requires one generation of quarks to transform differently from the other two under the gauge group. In the weak basis the distinction between quark families is meaningless. However, in the mass eigenstates basis, the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa mixing matrix motivates us to classify left-handed quarks in families. In this sense there are, in principle, three different assignments of quark weak eigenstates into mass eigenstates. In this work, by using measurements at the Z-pole, atomic parity violation data and experimental input from neutral meson mixing, we examine two different models without exotic electric charges based on the 3-4-1 symmetry, and address the effects of quark family nonuniversality on the bounds on the mixing angle between two of the neutral currents present in the models and on the mass scales MZ2 and MZ3 of the new neutral gauge bosons predicted by the theory. The heaviest family of quarks must transform differently in order to keep lower bounds on MZ2 and MZ3 as low as possible without violating experimental constraints.