Anomalias do modelo padrão e a possível solução de leptoquark

Abstract

Neste trabalho é feito um estudo das aparentes violações observadas por experimentos no grande colisor de hádrons da universalidade leptônica predita pelo modelo padrão de partículas fundamentais e do momento magnético anômalo do múon observado por um experimento recente do Fermilab. Nos primeiros capítulos é realizada uma revisão do status teórico, dos experimentos e de uma solução a nível efetivo. Depois, é apresentado uma solução da literatura envolvendo leptoquarks que reproduz a solução efetiva. Tais partículas hipotéticas têm ganhado bastante interesse da comunidade científica por conta de explicarem simultaneamente as anomalias de sabor e a do múon. Ademais, são apresentadas outros desafios ao modelo padrão, por exemplo, a matéria escura, a massa dos neutrinos, bem como uma explicação efetiva e completa (além do modelo padrão) delas. Este trabalho poderá ser usado de guia no futuro para a criação de novos modelos, uma vez que mostra a origem dos problemas e alguns caminhos para resolvê-los.

Abstract: In this work, a study is made of the apparent violations observed by experiments at the large hadron collider of the lepton universality predicted by the standard model of fundamental particles and the anomalous magnetic moment of the muon observed by a recent Fermilab experiment. In the first chapters, a review of the theoretical status, experiments and a solution at an effective level is carried out. Then, a solution from the literature involving leptoquarks that reproduces the effective solution is presented. Such hypothetical particles have gained a lot of interest from the scientific community because they simultaneously explain the flavor and muon anomalies. In addition, other challenges to the standard model are presented, for example, dark matter, neutrino mass, as well as an effective and complete (beyond the standard model) explanation of them. This work can be used as a guide in the future for the creation of new models, since it shows the origin of the problems and some ways to solve them.