Fermion masses and Higgs physics in grand unified theories [Elektronische Ressource] / submitted by Abdul Aziz Bhatti

Bhatti, Abdul Aziz

Sujets

• Physik

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• Publié par: ludwig-maximilians-universitat_munchen
• Publié le: 01 janvier 2010
• Nombre de lectures: 9
• Langue: English

Extrait

Fermion masses and Higgs Physics
in Grand Unified Theories


Abdul Aziz Bhatti









Munich 2010











Fermion masses and Higgs Physics
in Grand Unified Theories


Abdul Aziz Bhatti




Ludwig-Maximilians-Universität München

Faculty of Physics

Thesis submitted
By

Abdul Aziz Bhatti

from
Sheikhupura/Pakistan














Munich
February 5, 2010

























First Supervisor: Prof. Dr. Harald Fritzsch
Second Supervisor: Prof. Dr. Ivo Sachs
Date of Examination: March 12, 2010

















This thesis
is dedicated to my wonderful father
Mian Chiragh-ud-Din who is in the heaven
and
to my loving mother
Sughra Chiragh who is back in Pakistan
praying for me and whom I miss alot here in Germany




















Abstract


The Standard model of particle physics is a very successful theory
of strong weak and electromagnetic interactions. This theory is
perturbative at sufficiently high energies and renormalizable thus it
describes these interactions at quantum level. However it has a
number of limitations, one being the fact that it has 28 free
parameters assuming massive neutrinos. Within the Standard
model these parameters can not be explained, however they can be
accommodated in the standard theory. Particularly the masses of
the fermions are not predicted by the theory. The existence of the
neutrino masses can be regarded as the first glimpse of the physics
beyond the standard model.
In this thesis we have described the quark and lepton masses and
mixings in context of non-SUSY SO(10) and four zero texture
(FZT). In the four zero texture case the fermion masses and mixing
can be related. We have made some predictions using tribimaximal
mixing, the near tribimaximal (TBM) mixing and the triminimal
parameterization. Our results show that under the TBM the
neutrinos have normal, but weak hierarchy. Under near tri-
bimaximal mixing and the triminimal parameterization we find that
the neutrino masses in general increase, if the value of solar angle
increases from its TBM value and vice versa.
It appears that the neutrinos become more and more degenerate for
solar angle values higher than TBM value and hierarchical for
lower values of solar angle. We also briefly discuss neutrino
parameters in the SUSY SO(10) theories. An overview of SUSY
SO(10) theories and proton decay is also presented.





Zusammenfassung

Das Standardmodell der Teilchenphysik ist eine sehr erfolgreiche
Theorie der starken, schwachen und elektromagnetischen
Wechselwirkungen. Bei hohen Energien kann diese Theorie mit
perturbativen Methoden beschrieben werden. Sie ist renormierbar
und beschreibt die Wechselwirkungen im Rahmen der
Quantentheorie. Jedoch sind die Grenzen der Theorie durch die
Tatsache gegeben, dass 28 freie Parameter eingeführt werden
müssen, darunter 8 Parameter für die massiven Neutrinos. Diese
Parameter können im Standardmodell nicht berechnet werden. Die
Neutrinomassen müssen als erste Hinweise auf die Physik jenseits
des Standardmodells interpretiert werden.

In dieser Arbeit haben wir die Massen der Quarks und Leptonen
und ihre Mischungen in der SO(10) – Theorie beschrieben. In
diesem Modell gibt es Relationen zwischen den Fermionenmassen
und den Mischungswinkel auf der Grundlage einer durch
Symmetrien festgelegten Textur der Massenmatrizen. Speziell
konnten wir diese Relationen im Fall der „tribimaximal“ und der
„tribiminimal“ Mischungen angeben. Unsere Resultate ergeben,
dass die Neutrinos eine normale, allerdings nicht sehr ausgeprägte
Massenhierarchie besitzen. Wir finden, dass die Neutrinomassen
größer werden, wenn der solare Mischungswinkel anwächst. In
diesem Fall werden die Neutrinomassen fast gleich. Falls der
solare Mischungswinkel kleiner ist, wird die Massenhierarchie
ausgeprägter.

Wir diskutieren auch Details der supersymmetrischen SO(10) –
Theorie, insbesondere die Neutrinoparameter und den
Protonzerfall.