Generación de masa de neutrinos en supersimetría con ruptura de paridad R para su aplicación en partículas con largo tiempo de vida

Abstract

El Modelo estándar de la física de partículas falla en explicar ciertos fenómenos que se han ido descubriendo en la última parte del siglo pasado. Algunos de estos son: el problema de jerarquía (la masa del bosón de Higgs es altamente sensible a las correc-ciones cuánticas); la predominancia de la materia sobre la antimateria; la existencia de materia oscura; la masa de neutrinos; entre otros. Algunos de estos problemas se pueden resolver en principio con una extensión del Modelo estándar conocida como Supersimetría. Dicha variante impone una simetría extra al lagrangiano: las leyes físicas no se alteran si se intercambian los bosones por fermiones y viceversa. La consecuencia inmediata más importante que surge al implementar dicha extensión es la predicción de partículas nuevas, con espín distinto, asociadas a cada una de las ya establecidas. En este trabajo revisaremos un modelo supersimétrico conocido como el Modelo es-tándar supersimétrico minimal con ruptura de paridad R (RPV MSSM), calculando las matrices de masa generadas para las partículas presentes en dicho contexto. Se verá que los neutrinos se mezclan con los higgsinos y con los gauginos conocidos como bino y wino, para formar estados propios de masa conocidos como neutralinos. En este análisis toma fundamental importancia la búsqueda de regiones en el espa¬cio de parámetros supersimétricos que permitan la generación de masas de neutrinos, compatibles con los datos experimentales disponibles actualmente. Además, dichas regiones permitidas nos muestran que tipo de mezclas entre neutralinos en la base de interacción son más probables. Junto con el análisis del espacio de parámetros antes mencionado, se podrá brindar un panorama general del modelo supersimétrico con ruptura de paridad R en el contexto de las partículas con largo tiempo de vida (LLP).

The Standard Model of particle physics fails to explain certain phenomena that have been discovered in the last part of the past century. Some of these are the hierarchy problem (the mass of the Higgs boson is highly sensitive to quantum corrections); the predominance of matter over antimatter; the existence of dark matter; the mass of neutrinos; among others. Some of these problems can be potentially solved with an extension of the Standard Model known as Supersymmetry. This variant imposes an extra symmetry to the Lagrangian: the physical laws remain unchanged if bosons are exchanged for fermions and vice versa. The most important immediate consequence of implementing this extension is the prediction of new particles, with different spin, associated with each of the already established ones. In this work, we will review a supersymmetric model known as the Minimal Supersym- metric Standard Model with R-Parity Violation (RPV MSSM), calculating the mass matrices generated for the particles present in this context. It will be shown that the neutrinos mix with the higgsinos and with the gauginos known as bino and wino, to form mass eigenstates known as neutralinos. In this analysis, the search for regions in the supersymmetric parameter space that allow the generation of neutrino masses compatible with currently available experimental data is of fundamental importance. Additionally, these allowed regions show us the most probable type of neutralino mixtu-res in the interaction basis. Along with the analysis of the aforementioned parameter space, a general overview of the supersymmetric model with R-Parity Violation in the context of long-lived particles (LLP) will be provided.