Matrices de masa y mezcla del sector leptónico en el modelo con dos dobletes de Higgs

Abstract

El principal objetivo de esta tesis de doctorado es obtener, en el contexto del Modelo con Dos Dobletes de Higgs tipo III (M2DH-III), expresiones análiticas exactas para las matrices de masa y de mezcla de neutrinos, que son generadas mediante el Mecanismo See-Saw tipo I (MSS-I) y el Mecanismo See-Saw tipo I+III (MSS-I+III), introduciendo una simetría permutacional de sabor S3. Para el caso del MSS-I la matriz de mezcla más general 6 × 6, que también se obtiene de manera analítica y exacta, es construida considerando simultáneamente los tres neutrinos ligeros y los tres neutrinos pesados (escenario 3+3). Para cumplir con el anterior objetivo, inicialmente se extiende el lagragiano de Yukawa incluyendo el término de Majorana, con el fin de implementar los dos mecanismos de generación de masa de neutrinos considerados, es decir MSS-I y MSS-I+III. A continuación, para cada uno de estos dos casos de generación de masa, se obtienen las matrices de masa para los neutrinos activos de Dirac y se deducen expresiones analíticas exactas para los elementos de las correspondientes matrices de mezcla en términos de las masas de los leptones cargados, de las diferencias de los cuadrados de las masas de los neutrinos y de los parámetros asociados a la simetría S3. Partiendo de estas expresiones e implementando un método estadístico de verosimilitud, para cada uno de los anteriores casos, se estiman los valores de las masas de los neutrinos activos de Dirac, de las fases de violación de CP de Dirac y de los ángulos de mezcla. Como aplicación de los resultados obtenidos para el caso del MSS-I, se consideran los dos canales de decaimiento leptónicos del tauón, con lo cual se obtiene una relación novedosa entre los cuadrados de las constantes de acoplamiento de Yukawa involucradas en estos dos procesos. Adicionalmente, para el caso MSS-I, se deducen expresiones analíticas para dos masas efectivas de Majorana, a partir de las cuales se estiman los valores de estas masas, usando las masas de los neutrinos activos de Dirac y de los ángulos de mezcla previamente obtenidos. Finalmente, se calculan las fases de violación de CP de Majorana α12, α13 y se calculan las probabilidades de oscilación de neutrino-antineutrino para el caso de tres generaciones con el fin de estimar los parámetros de violación de CP y el parámetro de asimetría Aαβ de materia antimateria (Texto tomado de la fuente)

The main purpose of this doctoral thesis is to obtain, in the context of the two-Higgs Doublet Model type III (2HDM-III), exact analytical expressions for the mass and mixing matrices of neutrinos. These matrices are generated by the See-Saw Mechanism type I (SSM-I) and See-Saw Mechanism type I + III (SSM-I+III), introducing a permutational flavor symmetry S3. For the SSM-I, the 6 × 6 most general mixing matrix, which is also obtained in an analytical and exact form, is constructed considering simultaneously the three light and three heavy neutrinos (3+3 scenario). To accomplish the objective previously stated, initially the Yukawa Lagragian is extended including the Majorana term in order to implement the two neutrino mass generation mechanisms considered, that is, SSM-I, and SSM-I+III. Then, for each of these two cases of mass generation, the mass matrices for the Dirac active neutrinos are obtained, and exact analytical expressions for the elements of the corresponding mixing matrices are deduced in terms of the charged lepton masses, the differences between the squares of the neutrino masses, and the parameters associated to the S3 symmetry. Starting from these expressions and implementing a statistical method of verisimilitude, for each of the previous cases, the values of the Dirac active neutrino masses, CP violation phases and mixing angles are estimated. As an application of the results obtained for the case of MSS-I, the two lepton decay channels are considered of the tauon, thereby obtaining a novel relationship between the squares of the Yukawa association constants involved in these two processes. Additionally, for the SSM-I case, analytical expressions for two effective Majorana masses are deduced, with which the values of these two masses are estimated using the previously obtained values of the Dirac active neutrino masses and mixing angles. Finally, the Majorana CP violation phases α12, α13 are calculated and the probabilities of neutrino-antineutrino oscillation are calculated for the case of three generations in order to estimate the CP violation parameters △CP and the Aαβ matter-antimatter asymmetry parameter.