Luận án tiến sĩ hiện tượng luận của phần vô hướng trong mô hình 3 3 1 với hạt tự

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ --------------- VŨ HÒA BÌNH HIỆN TƯỢNG LUẬN CỦA PHẦN VÔ HƯỚNG TRONG MÔ HÌNH 3-3-1 VỚI HẠT TỰA AXION LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HÀ NỘI - 2023 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - - - - - - - *** - - - - - - - VŨ HÒA BÌNH HIỆN TƯỢNG LUẬN CỦA PHẦN VÔ HƯỚNG TRONG MÔ HÌNH 3-3-1 VỚI HẠT TỰA AXION LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán Mã số: 9 44 01 03 Người hướng dẫn 1: PGS. Đỗ Thị Hương Người hướng dẫn 2: GS. Hoàng Ngọc Long HÀ NỘI - 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi hoàn thành luận án tiến sĩ dưới sự hướng dẫn của PGS. Đỗ Thị Hương và GS.

Hoàng Ngọc Long và cam đoan những điều sau: ˆ Tôi đã tham gia nghiên cứu cùng các đồng tác giả để có các kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí thuộc danh mục ISI trước khi các kết quả này được trình bày trong luận án của tôi. ˆ Nội dung chương 1 là những trình bày tổng quan về các vấn đề cơ sở có liên quan đến nội dung của luận án. ˆ Nội dung của chương 2 và chương 3 là các kết quả mà tôi nghiên cứu cùng với PGS. Đỗ Thị Hương, GS.

Hoàng Ngọc Long, TS. Đinh Thanh Bình, GS. Đặng Văn Soa và GS. Cárcamo Hernández.

Các kết quả trình bày trong luận án "Hiện tượng luận của phần vô hướng trong mô hình 3-3-1 với hạt tựa axion" là hoàn toàn mới và không trùng lặp với các công bố trước đây. Tác giả luận án Vũ Hòa Bình ii LỜI CẢM ƠN Người đầu tiên tôi muốn được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của tôi là GS. Hoàng Ngọc Long - người đã đưa tôi đến với vật lý hạt cơ bản và dẫn dắt tôi trên con đường nghiên cứu khoa học. Thầy là người nghiêm túc trong công việc, thân thiện trong cuộc sống và yêu thương học trò bằng cách động viên và chia sẻ khó khăn với học trò.

Tôi xin cảm ơn PGS. Đỗ Thị Hương đã tham gia hướng dẫn tôi hoàn thành luận án. Tôi xin cảm ơn tất cả các thầy, cô và anh, chị, em trong Trung tâm Vật lý lý thuyết, Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ, động viên, tạo điều kiện và hỗ trợ cho tôi được bổ sung những kiến thức cơ bản cũng như kiến thức chuyên ngành trong suốt quá trình tôi làm nghiên cứu sinh. Tôi đồng thời muốn cảm ơn GS.

TS Đặng Văn Soa, PGS. Lê Thọ Huệ, TS. Đinh Thanh Bình và một số đồng nghiệp đã cộng tác làm việc và đồng ý cho tôi được sử dụng công bố có chứa các kết quả liên quan đến nội dung luận án. Tôi cũng xin cảm ơn TS Nguyễn Tuấn Duy, NCS Phạm Ngọc Thư, TS Nguyễn Thị Thắm đã cùng tôi học tập, trao đổi kiến thức và giúp đỡ lẫn nhau để cùng nhau tiến bộ.

Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới GS. Cárcamo Hernández, người đã dành nhiều thời gian để giảng giải nhiều kiến thức chuyên môn cũng như chia sẻ nhiều vấn đề trong cuộc sống giúp tôi tự tin hơn để bước tiếp trên con đường nghiên cứu khoa học. Tôi xin cảm ơn GS. Phùng Văn Đồng, PGS.

Phan Hồng Liên, TS. Dương Văn Lợi, TS. Đinh Nguyên Dinh, TS. Lê Như Thục, TS.

Đào Thị Nhung và TS. Nguyễn Huy Thảo đã có những trao đổi và góp ý quý báu để iii tôi hoàn thiện luận án. Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo và cán bộ Khoa Vật lý, Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp tôi hoàn thành mọi thủ tục hành chính học tập của tôi. Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình của tôi vì đã dành mọi điều tốt đẹp nhất cho tôi.

iv Thành kính dành tặng bố Uyên, bác Uông và cô Vân. Dành tặng mẹ Thoi, anh Lâm cùng chồng và các con. v MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục.

vii Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt. viii Danh mục các bảng. xi Danh mục các hình vẽ, đồ thị. xiii Mở đầu.

SM và một số hiện tượng luận của phần vô hướng trong SM 9 1. Ý tưởng xây dựng SM. Dao động meson trong SM. Kênh rã Higgs thành hai fermion trong SM.

Một số kênh rã hiếm của quark top trong SM. Vi phạm CP trong tương tác mạnh (SCPp). Mô hình 3-3-1 với β = ± 3. Mô hình 3-3-1 với β = ± √13.

Kết luận chương 1. Phần vô hướng của mô hình 3 − 3 − 1 với hạt tựa axion 29 2. Cách sắp xếp hạt trong mô hình ALP331. Lý do đưa nhóm đối xứng gián đoạn Z11 ⊗ Z2 vào mô hình ν331 và sự xuất hiện đối xứng PQ trong mô hình A331 32 2.

Phần vô hướng mang điện. ALP trong mô hình ALP331. Phần vô hướng trung hòa CP chẵn. Phân tích các kết quả chạy số cho phần vô hướng.

Tương tác Yukawa và sự bảo toàn vị cho tương tác của SMLHB .Kết luận chương 2. Hiện tượng luận của mô hình ALP331. Một số kênh rã hiếm của quark top gây ra bởi FCNC. Kênh rã hiếm của quark top t → ch và t → uh gây ra bởi FCNC 71 3.

Kênh rã hiếm của quark top t → cγ và t → uγ gây ra bởi FCNC 74 3. Một số kênh rã của SMLHB h thành hai fermion. SMLHB rã thành hai quark loại d: h → b̄b. SMLHB rã thành hai lepton mang điện h → ¯ ll.

Dao động meson. Tương tác của ALP a và trường giả vô hướng A5 với các quark ngoại lai. Tương tác của SMLHB h với các hạt giả vô hướng trong phần vô hướng trung hòa CP lẻ. Kết luận chương 3.

90 Những đóng góp mới của luận án. 92 Danh mục các công trình đã công bố. 93 Tài liệu tham khảo. Mô hình chuẩn (SM) .Sự sắp xếp các hạt trong SM .Lagrangian toàn phần của SM .Phá vỡ đối xứng tự phát trong SM .Phổ khối lượng của các hạt fermion trong SM .VEV được chọn để phá vỡ đối xứng tự phát trong SM 112 A.Tương tác giữa các boson chuẩn với các fermion trong SM.

Vi phạm CP. Đối xứng liên hợp điện tích C. Phép nghịch đảo không gian P. Phép đảo ngược thời gian T.

Đối xứng CP. Vi phạm CP trong tương tác mạnh. Cơ chế cầu bập bênh. 129 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tên tiếng Anh/Pháp Tên tiếng Việt A331 The 3-3-1 model with axion Mô hình 3-3-1 với axion ALP Axion Like Particle Hạt tựa axion ALP331 The 3-3-1 model with axion Mô hình 3-3-1 với hạt tựa ax- like particle ion ATLAS A Toroidal LHC ApparatuS Máy va chạm hadron lớn có thiết bị hình vòng xuyến BSM Beyond Standard Model Mô hình chuẩn mở rộng C Charge conjugation Đối xứng liên hợp điện tích CERN Conseil Européen pour la Trung tâm nghiên cứu hạt Recherche Nucléaire nhân Châu Âu CDM Cold Dark Matter Vật chất tối lạnh CDF Collider Detector Facility Máy phát hiện va chạm CKM Cabibbo-Kobayashi-Maskawa CMS Compact Muon Solenoid Ống solenoid chứa muon CP Charge conjugation and Par- Đối xứng liên hợp điện tích và ity chẵn - lẻ DFSZ Dine - Fischler - Srednicki - Zhitnitski DM Dark Matter Vật chất tối DE Dark Energy Năng lượng tối EDM Electric Dipole Moment Mô-men lưỡng cực điện EW ElectroWeak Điện-yếu E331 Economical 3-3-1 model Mô hình 3-3-1 tiết kiệm ix FCNC Flavour Changing Neutral Dòng trung hòa thay đổi vị Current GWS Glashow - Weinberg - Salam KSVZ Kim - Shifman - Vainstein - Zakharov LHC Large Hadron Collider Máy va chạm hadron lớn LHCb Large Hadron Collider beauty Máy va chạm hadron lớn tìm kiếm sự khác biệt rất nhỏ giữa vật chất và phản vật chất thông qua quark "beauty" MACHO Massive Compact Halo Ob- Vật thể có khối lượng và có ject quầng sáng cuộn quanh MSSM Minimal SuperSymmetric Mô hình siêu đối xứng cực Standard Model tiểu của mô hình chuẩn M331 Minimal 3-3-1 Model Mô hình 3-3-1 tối thiểu NP New Physics Vật lý mới PQ Peccei - Quinn Đối xứng Peccei - Quinn PQWW Peccei – Quinn – Weinberg – Wilczek QCD Quantum ChromoDynamics Sắc động học lượng tử RM331 Reduced Minimal 3-3-1 model Mô hình 3-3-1 rút gọn tối thiểu SCPp Strong CP problem Vấn đề CP mạnh SM Standard Model Mô hình chuẩn SMLHB Standard Model Like Higgs Boson có tính chất tựa boson Boson Higgs trong mô hình chuẩn SSB Spontaneous Symmetry Phá vỡ đối xứng tự phát Breaking SUSY SUperSYmmetry Siêu đối xứng S331 Simple 3-3-1 model Mô hình 3-3-1 đơn giản T Time Reversal Đảo ngược thời gian VEV Vacuum Expectation Value Giá trị trung bình chân không 2HDM Two Higgs Doublet Model Mô hình hai lưỡng tuyến Higgs x ν331 The 3-3-1 model with right- Mô hình 3 − 3 − 1 với neutrino handed neutrino phân cực phải xi DANH MỤC BẢNG 2.1 Giá trị các tích của các hạt trong mô hình ALP331 dưới qui luật biến đổi của nhóm SU (3)C × SU (3)L × U (1)X × Z11 × Z2 với a = α, 3 và α = 1, 2.2 Tích PQ của các fermion trong mô hình ALP331.

38 xii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 1.1 Giản đồ hộp mô tả quá trình dao động K 0 − K̄ 0 từ các tương tác của dòng mang điện trong SM.2 Giản đồ hộp mô tả quá trình dao động Bs − B̄s từ các tương tác của dòng mang điện trong SM.3 Giản đồ hộp mô tả quá trình dao động Bd − B¯d từ các tương tác của dòng mang điện trong SM.4 Giản đồ Feynman của quá trình rã Higgs thành hai fermion ở bậc cây.1 Tương quan giữa góc trộn α2 và Br(t→hu,t→hc) .2 Giản đồ Feynman một vòng với boson Higgs trung hòa là đường trong đóng góp vào kênh rã t → cγ gây ra bởi FCNC.3 Giản đồ Feynman một vòng với boson Higgs mang điện đơn là đường trong cho đóng góp vào kênh rã t → cγ.4 Tương quan giữa góc trộn α và α2 khi khảo sát quá trình rã h → b̄b.5 Tương quan giữa các tham số ahτ τ và ahµµ .1 Giản đồ Feynman có đóng góp vào khối lượng của neutrino theo cơ chế cầu bập bênh loại I.2 Giản đồ Feynman có đóng góp vào khối lượng của neutrino theo cơ chế cầu bập bênh loại II.3 Giản đồ Feynman có đóng góp vào khối lượng của neutrino theo cơ chế cầu bập bênh loại III.