Infrared Behavior of SU(2) Gauge Theory

Näytä kaikki kuvailutiedot

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-2784-6
Julkaisun nimi: Infrared Behavior of SU(2) Gauge Theory
Tekijä: Leino, Viljami
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
Alkeishiukkasfysiikan ja maailmankaikkeuden tutkimuksen tohtoriohjelma
Opinnäytteen taso: Väitöskirja (artikkeli)
Kuuluu julkaisusarjaan: Report series in Physics - URN:ISSN:0356-0961
Tiivistelmä: The Standard Model of particle physics provides the most precise description of elementary particle physics. However, the Standard Model is not a complete theory and many theoretical questions still remain unanswered. For example, the exact nature of dark matter, baryogenesis, and neutrino masses remain unknown. Therefore, there is still need for beyond the Standard Model physics. Many interesting beyond the Standard Model scenarios rely on strong inter- actions. For example, the extended technicolor mechanism could explain the fermion masses and the electroweak symmetry breaking without elementary scalar fields. However, perturbative calculations at large couplings are not reliable and non-perturbative methods are needed. Of special interest are theories which have a vacuum phase structure indicating an existence of an infrared fixed point. Such conformal theories form a basic building block of many beyond the Standard Model scenarios, including the aforementioned extended technicolor theory. In this thesis I present the results of multiple studies aiming to understand the infrared behavior and conformal window of the SU (2) gauge model with six and eight massless Dirac fermions transforming in the fundamental representation of the gauge group. Multiple theoretical estimates indicate that the conformality sets in between five and eight fermions in the SU (2) model, rendering six and eight fermion cases interesting for non-perturbative study. However, previous lattice studies on the six and eight fermion cases have been inconclusive. Using clover improved fermion action and smeared Wilson gauge action, we have performed a gradient flow study of the coupling and scheme invariant quantities: the mass anomalous dimension γm and the leading irrelevant exponent of the coupling γg . Our results indicate that both of the models under the study have infrared fixed points and are therefore within the conformal window.Vuonna 2012 CERN:ssä Large Hadron Collider (LHC) hiukkaskiihdyttimellä kokeellisesti havaittu Higgsin hiukkanen oli viimeinen havaitsematon osa hiukkasfysiikan standardimallia. Hiukkasfysiikan standardimalli on äärimmäisen tarkka kuvaus aineen rakenteesta suurilla energioilla. Se ei kuitenkaan selitä kaikkea tunnettua fysiikkaa. Aiheet kuten gravitaatio, pimeä aine, baryogeneesi ja neutriinoiden massat ovat nykyisen standardimallin selityskyvyn ulkopuolella. Osa standardimallin jälkeisistä teorioista vaatii vahvasti vuorovaikuttavan aineen ymmärtämistä. Esimerkkinä tämänkaltaisesta teoriasta toimii tekniväri, joka pyrkii selittämään sähköheikon symmetriarikon ja fermionien massat tekemällä Higgsin hiukkasesta yhdistelmähiukkasen. Tämä värineutraali yhdistelmähiukkanen koostuisi teknikvarkeista. Jotta tekniväriteorioiden ennusteet sopisivat nykyisiin mittaustuloksiin, on niiden kytkinvakion kehityttävä hitaasti energian muuttuessa. Tätä käytöstä kutsutaan kytkimen kävelemiseksi. Kevelevien teorioiden löytämisen helpottamiseksi voidaan jokaiselle värimäärälle löytää fermionimäärä jolla teorian kytkinvakio ei kehity ollenkaan infrapunakiintopisteen takia. Tämän konformi-ikkunaksi ktsutun alueen alarajan löytäminen kahden värin teoriassa on tämän väitöskirjan aihe. Erityisesti tutkimuksen kohteena ovat kuuden ja kahdeksan fermionin tapaukset. Tutkimus käyttää hyväkseen hilasimulaatioita jotka on tehty suomalaisilla CSC:n supertietokoneilla. Lopputuloksena, löydämme infrapunakiintopisteen sekä kuuden että kahdeksan fermionin tapauksissa ja toteamme näiden mallien olevan konformi-ikkunan sisällä. Esitämme myös tulokset kahdelle muulle infrapunasuureelle: massan anomaaliselle eksponentille ja kytkinvakion johtavalle epäoleelliselle eksponentille.
URI: URN:ISBN:978-951-51-2784-6
http://hdl.handle.net/10138/237230
Päiväys: 2018-08-16
Avainsanat:
Tekijänoikeustiedot: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
Infrared.pdf 1.336MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot