Neutrinos e leptoquarks

Resumo

Após a descoberta do bóson de Higgs pelos experimentos do LHC em 2012, embora nenhuma outra partícula fundamental tenha sido observada, muitas sugestões de física Além do Modelo Padrão (AMP) parecem vir do setor de sabor, tanto do setor leptônico quanto do de quark.Por um lado, no setor leptônico, as oscilações de neutrinos que foram observadas por diversos experimentos são evidências de que essas partículas possuem massa e se misturam. A origem, entretanto, das massas de neutrinos permanece um mistério. Acreditamos que elas se originem de física AMP e que novas partículas são necessárias para explicá-las. Se os neutrinos são partículas de Majorana, as massas dos neutrinos poderiam ser descritas pelo único operador de dimensão 5 permitido pela simetria de calibre do Modelo Padrão (MP), explicando assim a pequenez das massas dos neutrinos por uma supressão ($1/\Lambda$), onde $\Lambda$ é a escala de nova física. Isto leva à violação do Número Leptônico (L), o que pode ser investigado por experimentos atuais e futuros. Por outro lado, no setor de quarks, medições experimentais de decaimentos do méson B mostraram algumas tensões com as previsões do MP envolvendo correntes neutras raras de mudança de sabor e decaimentos semileptônicos a nível de árvore.Embora estas tensões tenham sido aliviadas, também poderá ser necessária uma nova física para explicar algumas discrepâncias neste sector. Curiosamente, os hipotéticos estados coloridos dos leptoquarks (LQ) que podem transformar quarks em léptons (e vice-versa) podem desempenhar um papel em ambos os setores. Massas de neutrinos do tipo Majorana podem ser geradas a nível de um loop se introduzirmos dois multipletos escalares de LQ específicos: um leptoquark escalar $S_1$ (ou $S_3$) com número fermiônico F = -2 e um leptoquark escalar $F=0$ $\tilde{R}_2$. Essas mesmas combinações de pares de LQ podem gerar contribuições para o decaimento beta duplo sem neutrinos, um processo que está sendo investigado por vários experimentos atuais com sensibilidade cada vez maior. Neste contexto, propomos investigar a relação entre as massas de neutrinos, limites de sabor do LHC, anomalias de sabor (se permanecerem), outros observáveis que violam o número leptônico e limites de decaimento beta duplo sem neutrinos nesses e em outros tipos de modelos de leptoquark. (AU)