Gauge and supersymmetry breaking in orbifold field theories

Resumen

En esta Tesis se estudian diversos aspectos de modelos de física de partículas con dimensiones extras. Estas teorías permiten nuevos mecanismos de rotura de simetría, como supersimetría o simetría gauge. En la primera parte se investiga el mecanismo de Scherk Schwarz de rotura de supersimetría, y se explica que se lo puede interpretar como una rotura espontánea, usando el formalismo off-shell de supergravedad en cinco dimensiones. Se identifica el campo auxiliar, cuyo valor de expectación da lugar a la rotura, como quinta componente de un campo vectorial que es el campo de gauge de la simetría R. Se construye un modelo en el que supersimetría está rota por dicho mecanismo, y el tamaño de la quinta dimensión fijado por la energía de Casimir. En la segunda parte se estudian teorías gauge en orbifolds. Una idea interesante en teorías de dimensiones extras es la unificación de partículas de espín diferente; Un bosón de gauge y el Higgs forman parte de un bosón de gauge en la teoría de dimensión más alta. Una característica deseable de estos modelos es que correciones radiativas al potencial del Higgs son finitas. En orbigolds, esta propiedad asombrosa puede ser estropeada por efectos localizados en las branas. Se estudian las situaciones en las que puede ocurrir esto y se exploran posibilidades como puede evitarse que se produzcan estas correcciones radiativas localizadas. Finalmente, se estudian las anomalias de simetría gauge en orbifolds. Cualquier teoría consistente no debe tener anomalías, y por tanto la cancelación de éstas es un concepto muy útil en la construcción de modelos realistas. Aparte de anomalías del bula, pueden surgir anomalías localizadas en las singularidades. Se calculan estas anomalías que están generadas tanto por fermiones del bulk y de la brana com por las p-formas de Green Schawarz, y se exploran posibilidades de su cancelación.