El decaimiento H → Zϒ en el modelo estándar con dimensiones extra

Abstract

In this thesis we study the Higgs boson decaying into a photon and a Z boson in the context of the standard model with n compact extra dimensions. In the framework of the standard model this process is an interesting object of study since it arises at one-loop level. Currently, the experimental collaborations ATLAS and CMS are exhaustively searching for this decay channel at the LHC, however, there are still no conclusive results since there are only experimental bounds that differ significantly with respect to the standard model prediction. This situation allow us to infer possible explanations about this discrepancy in terms of new physics effects. Specifically, our results are consistent since the analytical results obtained for H → γZ in the context of the standard model with n compact extra dimensions are reduced to the prediction for H → Zγγ in the same model when the mass of the Z boson tends to zero. Finally, the numerical analysis tells us that within the experimental constraint region for the γZ channel the discrepancy between the standard model prediction and the experimental constraints could be explained by our extended model.

En este trabajo de tesis estudiamos el decaimiento del bosón de Higgs a un fotón y un bosón Z en el contexto del modelo estándar de interacciones fundamentales con n dimensiones extra compactas. En el marco del modelo estándar este proceso surge a nivel de un lazo, lo cual lo hace un objeto de estudio interesante dado que se encuentra suprimido. Actualmente, en el Gran Colisionador de Hadrones se están realizando búsquedas exhaustivas experimentales de este canal de decaimiento, sin embargo, aún no se tienen resultados concluyentes acerca de la detección del mismo, pues únicamente existen cotas experimentales que discrepan significativamente con la predicción teórica del modelo estándar. Esta situación da lugar a que en el contexto de teorías más allá del modelo estándar se puedan inferir posibles explicaciones a esta discrepancia en términos de efectos de nueva física. En específico, nuestro estudio es consistente ya que los resultados analíticos obtenidos para H ? ?Z en el contexto del modelo estándar en dimensiones extra se reduce a la predicción del decaimiento H ? Z?? en el mismo modelo cuando la masa del bosón Z tiende a cero. Finalmente, el análisis numérico nos dice que dentro de la región de restricción experimental para el canal ?Z la discrepancia entre la predicción del modelo estándar y la cota experimental podría ser explicada por nuestro modelo de extensión.