Grup d'Investigació en Fenomenologia Avançada de Partícules Elementals i Interaccions Fonamentals en Grans Col·lisionadors i Factories de Sabor

Descripció

Grup teòric amb una experiència reconeguda internacionalment en la física i la fenomenologia de les partícules elementals i les seues interaccions fonamentals en grans col·lisionadors (frontera d'alta energia) i fàbriques de sabor (frontera d'alta intensitat). Grup pioner en l'aplicació de les teories de camp efectives i mètodes pertorbadors a ordres superiors en teories quàntiques de camp per a l'anàlisi i interpretació de dades experimentals. Grup expert en la física del sector escalar de la teoria electrofeble, trencament de la simetria electrofeble i la física del bosó de Higgs, les interaccions fortes, la física dels quarks pesants (quarks top i bottom), i la física de sabor de leptons i hadrons.

El grup també destaca per la coordinació de xarxes d'investigació nacionals i europees, i per la seua implicació en activitats de divulgació i transferència de coneixement. El Model Estàndard (SM) de la física de partícules és la teoria quàntica de camps que descriu les interaccions fortes, febles i electromagnètiques de les tres famílies de quarks i leptons. Ha tingut un gran èxit en la descripció de totes les observacions experimentals en una àmplia gamma d'escales d'energia, des de la massa de l'electró fins més enllà de la massa de quark top.

El descobriment del bosó de Higgs és un gran assoliment que també obri noves preguntes en el sector escalar de la teoria: és l'únic responsable del mecanisme de ruptura espontània de la simetria electrofeble (EWSB)?, què dinàmica fonamental explica la jerarquia entre les masses de les tres famílies? Aquest és el sector de sabor més important, que en l'SM inclou 20 dels 25 paràmetres lliures del model.

Una altra qüestió d'interés és explorar l'existència o no d'una estructura en la bretxa actual entre els estats coneguts i l'escala de Planck. Amb la finalitat de descobrir nous fenòmens cal esbrinar la possible existència i propietats d'un espectre ampliat dels estats més enllà dels inclosos en l'SM. Experiments recents, en curs i futurs experiments com el Tevatron, el LHC o el Linear Collider (LC) a la frontera d'alta energia, o les fàbriques de sabor (K, D i B) capaces de mesurar amb gran precisió observables a baixes energies a la frontera d'alta intensitat, es complementen molt bé en la cerca de desviacions de les prediccions del SM que poden ser capaces de revelar una dinàmica subjacent. Aquest objectiu només serà possible si el tremend esforç experimental es correspon amb un treball teòric corresponent capaç d'adaptar-se a la precisió experimental. Aquesta és una tasca difícil perquè les prediccions teòriques solen implicar efectes de la interacció forta que no són fàcils de quantificar. Es necessiten càlculs pertorbatius a ordres superiors molt complexos per a proporcionar prediccions teòriques precises dels processos de dispersió durs en el LHC, mentre que es necessiten mètodes no pertorbatius per a predir observables de baixa energia en les factories de sabor. No sols el sector de quarks, sinó també l'àrea de sabor de leptons és un camp d'enorme interés, impulsat pel descobriment de les masses dels neutrins. La cerca de violació de sabor leptònic en les factories de sabor (LHCb, MEG, SuperBelle) ha de ser complementat amb un marc teòric sòlid per a resoldre una possible estructura de la teoria més enllà del SM.

Els nostres objectius d'investigació inclouen les tendències actuals que integren la física del LHC i les factories de sabor presents i futures, amb un gran interés cap a la fenomenologia en un futur LC.

Objectius CT

Física del LHC i les factories de sabor presents i futures.
Prediccions teòriques de precisió en el Model Standard i més enllà del Model Estandar Teories de camp efectives.
Fenomenologia del bosó de Higgs i models de trecanement de la simetria electrofeble.
Generadors de successos Monte Carlo.

Línies d'investigació

Física del quark top i nous mètodes pertorbatius
El quark top és la partícula elemental coneguda més pesada i juga un paper fonamental en moltes extensions del Model Estàndard. En un entorn hadrònico com el LHC resulta fonamental controlar els efectes de la interacció forta (QCD), per tant càlculs complexos en teoria de pertorbacions.
Física de sabor: leptons i hadrons
Els fenòmens associats de processos amb canvi de sabor i violació de la simetria CP tenen profundes implicacions per al nostre coneixement de l'Univers i, en particular, estan relacionats amb la gran asimetria observada entre matèria i antimatèria.
Sector escalar de la teoria electrofeble: física de la ruptura espontània de la simetria i el bosó de Higgs
El LHC està especialment dissenyat per a investigar la ruptura espontània de la simetria electrofeble, responsable de la generació de les masses de totes les partícules. La consistència teòrica del Model Estàndard requereix l'existència d'un nou camp de forces escalar.

Direcció