Efektif U(1)' modellerinde doğallığın incelenmesi

Abstract

U(1)' modeli standart model sonrası süpersimetrik modellerin en etkililerinden biridir. Bu modele göre doğada ekstra bir elektro-zayıf ayar simetrisi vardır. Bundan dolayı bu modelin parçacık spektrumunda MSSM'e ek olarak Z' ve S bozonik alanları ve onların süpereşlerini barındırır ki bu fenomenolojiyi zenginleştirir. U(1)' modelinin diğer modellere göre bazı dikkat çekici avantajları vardır. Bunların en önemlisi, MSSM süperpotansiyelindeki, μ parametresiyle ilgili probleme tatmin edici bir çözüm getirmesidir. Buna ek olarak, MSSM'de Higgs bozonunun kütlesi için öngörülen üst sınır (135 GeV) iken bu modelde çok daha yukarı enerji seviyesine (170-180 GeV) müsade edilir. Alt sınır her iki model içinde yaklaşık aynıdır (114.4 GeV) ancak U(1)' modellerindeki hafif Higgs bozonu MSSM'dekinden farklı bağlaşımlar sergileyebilme potansiyeline sahiptir ve böylece farklı ve zengin bir fenomenoloji barındırır. Diğer yandan, ince ayar kavramı fiziğin pek çok alanında kullanılan bir ölçüttür. Bir modelin sahip olduğu ince ayar miktarı, o modelin ne kadar doğal olduğunun önemli bir göstergesidir. İnce ayar ne kadar küçük ise model o kadar doğaldır, doğallık derecesi ne kadar fazla ise modelin barındırdığı simetriler o kadar fazladır. Bu tez çalışmasında, U(1)' modeli için renormalizasyon grup eşitlikleri kullanılarak, Büyük Birleşim Teorisi (BBT) skalasından zayıf skalaya getirilen At,Ab,As,ht,hb...vb. parametrelerin yardımıyla bunlara bağlı parçacık kütlelerinin, deneylerle uyumlu bölgeleri belirlenmiş, daha sonra bu izin verilen bölgeler için ince-ayar hesabı yapılmış ve diğer modellerle karşılaştırılmıştır. Tüm hesaplamalarda eldeki deneysel sınırlar göz önüne alınmıştır.

U(1)' models are among the most impressive supersymmetric models. In these models there is an additional gauge symmetry. Because of this, in addition to the MSSM, Z' and S bosonic fields and their superpartners appear in the spectrum which enriches the phenomenology. There are numerious advantages of the U(1)' models in comparison to other supersymmetric models. One of the most important aspects is the satisfactory answer as to the μ problem of the MSSM. Additionally, while mass of the lightest Higgs can not be larger than 135 GeV in the MSSM, it can be as large as 170 GeV in the U(1)' models. While the lower bound on mass of Higgs is similar (114.4 GeV) in both of the models the U(1)' extensions have potential for different Higgs couplings and hence enriched phenomenology. Fine tuning concept is ubiquous in many branches of physics. The amounth of fine-tuning shows how natural a model is. If a model is natural then the amounth of fine-tuning might be small and hence symmetries are protected. In this thesis, by using the RGEs we have taken certain model parameters such as At, Ab,As,ht,hb...etc. from the GUT scale down to the EW scale in accordance with the experimental bounds and hence obtained restrictions on the model parameters that allow small fine tunings and compared with other models. At each step we have respected experimental bounds.