Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

A study of Spontenous CP Violation in the Scale Invariant 2HDM

Gunnarsson, Jimmy LU (2022) FYTK02 20221
Department of Astronomy and Theoretical Physics - Has been reorganised
Abstract
In this thesis, we study the Higgs mass spectrum and spontaneous CP violation, where one of the Higgs vacuum expectation values acquires a non-trivial phase θ in a Type-I 2HDM. We begin by investigating CP violating effects at tree-level, and then expand our studies by taking into account one-loop radiative corrections. After imposing tadpole conditions we discover that this model gives the same mass spectrum as that found in the CP invariant theory. This occurs due to the cancellation of θ-dependency in the λ5 coupling, and hence in the mass spectrum. We therefore conclude that the considered model does not feature spontaneous CP violation, at least, up to the one-loop approximation.
Popular Abstract (Swedish)
Inom partikelfysik försöker forskare hitta en så djupgående och allmän modell som möjligt. Den modell som experimentellt har verifierats kallas för Standardmodellen (SM). Det finns dock andra teorier, såsom Tvåhiggsdubbletmodellen (2HDM), som innehåller mer exotisk fysik. Dock är experimentella verktyg begränsade och som fysiker vill man gärna kunna ha en teori för att kunna förutspå egenskaper som man kan leta efter experimentellt. Detta leder till att teoretiker konstruerar teorier och generaliserar dem till en så allmän struktur som möjligt. Varför ska till exempel bara en Higgspartikel existera i SM? Varför bara ett
vakuumvärde? Det är ingenting som teoretiskt begränsar att Higgspartikeln ska vara den enda av sin sort. Likaså behöver... (More)
Inom partikelfysik försöker forskare hitta en så djupgående och allmän modell som möjligt. Den modell som experimentellt har verifierats kallas för Standardmodellen (SM). Det finns dock andra teorier, såsom Tvåhiggsdubbletmodellen (2HDM), som innehåller mer exotisk fysik. Dock är experimentella verktyg begränsade och som fysiker vill man gärna kunna ha en teori för att kunna förutspå egenskaper som man kan leta efter experimentellt. Detta leder till att teoretiker konstruerar teorier och generaliserar dem till en så allmän struktur som möjligt. Varför ska till exempel bara en Higgspartikel existera i SM? Varför bara ett
vakuumvärde? Det är ingenting som teoretiskt begränsar att Higgspartikeln ska vara den enda av sin sort. Likaså behöver det nödvändigtvis inte finnas fler. Man har trots allt bara upptäckt att det är såhär det är med de experimentella verktyg som finns tillgängliga. Vi ska använda en allmän modell där man tillåter mer än en Higgsdubblett som teoretisk grund, i vårt fall har vi två Higgsdubbleter. I modellen som skrivs om i denna uppsats används representationer som har två komponenter. En komponent som beskriver ett elektriskt laddat fält, och en annan som beskriver ett eletriskt oladdat komplext fält som ger upphov till två olika vakuumvärden v1 och v2 för vardera dubblet. Vi konstruerar det så att v1 och v2 är punkter i fältet där vi har ett så kallat symmetribrott. Dessa vakuumvärden förhåller sig till varandra via trigonometri. Trigonometrin mellan v1 och v2 är sådan att vardera är en katet för en triangel med hypotenusa v.

Figuren visar en förenklad Higgspotential: V(Φ/v) = 1/4(Φ/v)^4 − 1/2(Φ/v)^2. Det finns två (markerat rött) extremvärden skilda från origo, dessa punkter är där vi har vakuumvärdet, och lägst energi för potentialen V . Att man ska kunna studera en Higgsmodell där fysik är likadan under en så kallad laddningskonjugering-paritet (CP) är inte fallet om vakuumvärdet är komplext. Vi väljer då ut att vakuumvärdet inte ska se likadnt ut i en CP-speglad värld. Detta kallas för CP-brott. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Gunnarsson, Jimmy LU
supervisor
organization
course
FYTK02 20221
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
language
English
id
9095343
date added to LUP
2022-07-11 09:19:45
date last changed
2022-07-11 09:19:45
@misc{9095343,
  abstract     = {{In this thesis, we study the Higgs mass spectrum and spontaneous CP violation, where one of the Higgs vacuum expectation values acquires a non-trivial phase θ in a Type-I 2HDM. We begin by investigating CP violating effects at tree-level, and then expand our studies by taking into account one-loop radiative corrections. After imposing tadpole conditions we discover that this model gives the same mass spectrum as that found in the CP invariant theory. This occurs due to the cancellation of θ-dependency in the λ5 coupling, and hence in the mass spectrum. We therefore conclude that the considered model does not feature spontaneous CP violation, at least, up to the one-loop approximation.}},
  author       = {{Gunnarsson, Jimmy}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  title        = {{A study of Spontenous CP Violation in the Scale Invariant 2HDM}},
  year         = {{2022}},
}