Kristjan Müürsepp kaitseb doktoritööd „Phenomenological implications of Standard Model extensions“

27. septembril kell 14.15 kaitseb Kristjan Müürsepp füüsika erialal doktoritööd „Phenomenological implications of Standard Model extensions“ („Standardmudeli edasiarenduste fenomenoloogilised järeldused“).

Juhendajad:
vanemteadur Luca Marzola, Keemilise ja bioloogilise füüsika instituut KBFI
juhtivteadur Martti Raidal, Keemilise ja bioloogilise füüsika instituut KBFI

Oponent:
professor Kimmo Kainulainen, Jyväskylä Ülikool (Soome)

Kokkuvõte

Osakestefüüsika Standardmudel (SM) on tänini kõige täpsem kirjeldus elementaarosakeste omadustele ja vastastikmõjudele. Sellegipoolest hõlmab SM lahendamata küsimusi, mis vihjavad SM-välise füüsika võimalusele. Doktoritöös uurime võimalikke SM edasiarendusi, mis võimaldavad SM-i välise füüsika ilminguid täpsemalt vaadelda.

Lisades SM osakestele uue footoni ja kvargid (SM-i footoni ja kvarkide tumedad partnerid) on võimalik seletada kvarkide masside mitme suurusjärgulisi erinevusi, vaakumi stabiilsust ja seletada kvarkidest koosnevate mesonite lagunemisprotsesse. Nii saame paremini mõista kvarkide ja neist koosnevate osakeste omadusi ning ühtlasi teha ennustusi tulevikueksperimentide jaoks. Vaakumistabiilsus on oluline, kuna Higgsi vaakum määrab meile teadaolevate elementaarosakeste massid, ning ebastabiilse vaakumi korral muutuksid Universumi omadused drastiliselt. Uued kvargid võivad endas hõlmata ka sobivat tumeaine kandidaati.

Teiseks, vaatlesime kooskõlalise spinn-3/2 teooriaid. Kõikidel elementaarosakestel on sisemine pöörlemismoment, mida kutsutakse spinniks. Kuigi SM osakeste puhul on kõrgeim vaadeldud spinn võrdne ühega, on võimalik, et SM edasiarendused kätkevad endas ka kõrgema spinniga osakesi, näiteks tumeaine kandidaadina. Kõrgema spinni teooriad on keerulised, mistõttu võib ebakooskõlalise teooria puhul esineda põhjus-tagajärg seose rikkumine. Doktoritöös uurisime teooriat, mis võimaldab antud probleemi vältida tänu teistsugusele matemaatilisele lähenemisele. Rakendasime seda teooriat, et arvutada spinn-3/2 osakeste kaudne mõju müüoni anomaalsele magnetmomendile. Müüon on elektroni raskem sugulane, ja selle anomaalne magnetmoment kirjeldab müüoni vastastikmõju magnetväljaga kvantparandite tõttu. Kuigi meie teooria ei võimaldanud eksperimentaalselt vaadeldud magnetmomendi erinevust SM-ist seletada, leidsime, et see ei ole eksperimendi poolt välistatud, ning esitasime konkreetse näite kõrgema spinni teooria praktilisest kasutusest kvantparandite kasutamiseks