The scalar sector of models with SU(3)C SU(4)L U(1)X gauge symmetry

Abstract

En el presente trabajo se realiza un estudio detallado del sector escalar para modelos con simetría gauge SU(3)c SU(4)L U(1)X (modelos 3-4-1), en los que la cancelaci´on de anomalías se da entre familias y los cuales contienen sólo partículas con cargas eléctricas ordinarias. Para cada uno de los posibles modelos que satisfacen dichas restricciones, se muestra que es necesario, como mínimo, un conjunto de tres 4-pletes de Higgs con el fin de romper de manera apropiada la simetr´ıa y obtener los 15 bosones de Goldstone requeridos. Una vez especificado el sector escalar se hace ´enfasis, para cada modelo, en el análisis del espectro de masas tanto para los campos escalares como para los bosones de gauge. Se estudian también los acoples de los escalares neutros ligeros con los bosones de gauge con el fin de establecer cu´al de ellos puede identificarse con el Higgs del modelo est´andar. Se plantean, ademas, los lagrangianos de Yukawa para la generaci´on de masa en el sector fermionico. El estudio de mecanismos de generaci´on de masas para algunos fermiones ordinarios que pueden quedar sin masa a nivel árbol se deja para un trabajo posterior./Abstract: In this work, a detailed study of the scalar sector for models with SU(3)c SU(4)L U(1)X gauge symmetry (3-4-1 models) is presented. We restrict ourselves to models in which the anomaly cancellation occurs among families and there are no exotic electric charges. For each possible model, we show that a minimum of three Higss 4-plets is needed in order to properly break the symmetry and therefore obtain the required 15 Goldstone Bosons. Once the scalar sector is determined, we focus on the analysis of the mass spectrum for both scalar fields and gauge bosons. The couplings between light neutral scalars and gauge bosons are also calculated , so the SM Higgs can be identified. The Yukawa Lagrangians for the mass generation in the fermionic sector are presented. The study of mass generation mechanisms for some ordinary fermions that remain massless at tree level is left to later work.