Teorías efectivas aplicadas a la física más allá del Modelo Estándar

Resumen

El Modelo Estándar es la teoría que engloba nuestro conocimiento actual sobre las interacciones fundamentales, pero tenemos numerosas razones, tanto teóricas como experimentales, para creer que la historia no acaba aquí y debe haber física más allá. Sin embargo, pese a décadas de búsqueda en un amplio rango de energías, todavía no hemos encontrado señales claras de nueva física. Esto motiva el uso de Teorías de Campos Efectivas como una manera muy eficiente de realizar la búsqueda, ya que permite dividir el problema en dos partes independientes: una parametrización agnóstica de las posibles desviaciones del Modelo Estándar y la conexión entre estas desviaciones y modelos concretos de nueva física. Esta traducción se puede realizar a varios niveles en un desarrollo perturbativo, y tanto la creciente precisión de los experimentos como la necesidad de capturar algunos efectos de lo contrario ausentes requiere su realización a nivel lazo. El hecho de ser dependiente del modelo hace que calcularlo para el vasto número de posibles modelos que nos podrían interesar sea complejo y propenso a errores. La automatización de esta tarea sería por tanto muy útil a la hora de simplificar esta conexión entre nuestras teorías y sus consecuencias experimentales y es un problema que se aborda en esta tesis. Además de por su eficiencia, las Teorías de Campos Efectivas nos proporcionan un mecanismo para ordenar las mencionadas desviaciones por su tamaño, de forma que solo un conjunto de las mismas es observable a una precisión finita. Esto nos permite clasificar, de forma bidireccional, todos los posibles modelos de nueva física y todos los efectos que generan, construyendo así un diccionario Infrarrojo/Ultravioleta. En esta tesis calculamos parcialmente este diccionario a un lazo para el caso del Modelo Estándar. Finalmente, usamos las herramientas previamente desarrolladas para su aplicación a un caso fenomenológicamente relevante, en concreto sobre la tensión observada en el momento magnético del muón. Proponemos no solo una nueva clase de modelos para explicar esta tensión sino también un modelo específico como ejemplo para explicar también otras anomalías.