The interplay between collider and astrophysical probes of non-minimal composite Higgs models

Resumen

El bosón de Higgs es la partícula del modelo estándar descubierta más recientemente. Aunque su existencia es compatible con los principios fundamentales de nuestra descripción de la naturaleza, este escalar, si es elemental, parece hacer de nuestro Universo un lugar extraordinariamente antinatural. Una explicación plausible para restaurar un Universo natural es, por tanto, que el Higgs sea una partícula compuesta, formada por fermiones aún desconocidos, de un nuevo sector de interacciones fuertes. Los modelos de Higgs compuesto proporcionan una forma consistente de incorporar esta idea, al tiempo que justifican por qué este sector podría haber eludido las diversas búsquedas experimentales realizadas para descubrir las nuevas partículas en aceleradores. Estas búsquedas pueden perder sensibilidad a modelos de Higgs compuesto complejos (no mínimos), en los que, además del Higgs, emergen nuevas partículas a la escala electrodébil, pero que no se han buscado junto con el primero. Utilizando estos modelos no mínimos, tenemos la intención de responder las siguientes preguntas: ¿Pueden estas teorías de Higgs compuesto, siendo parte de nuestras soluciones tradicionales para la naturalidad en el sector de Higgs, aún lograr sus objetivos, así como brindar soluciones a otros problemas en la física de partículas? Si es así, ¿dónde cabe buscar los aspectos más interesantes de la fenomenología de estos modelos? Motivados por estas preguntas, construiremos varios modelos de Higgs compuesto con candidatos para resolver misterios cuyo origen se remonta décadas atrás, desde la generación de asimetría entre bariones y antibariones hasta la naturaleza de la materia oscura, estudiando su viabilidad mediante la recopilación de datos de experimentos astrofísicos y en colisionadores. En un enfoque complementario, también construiremos teorías efectivas no mínimas, independientes de los detalles de la física en el ultravioleta, con el fin de investigar nuevas señales de las partículas compuestas más ligeras y de calcular la evolución de los parametros de las teorías según cambia la energía, lo cual es necesario para una correcta interpretación de los datos experimentales recopilados por diferentes experimentos a distintas escalas.