Luận án Tiến sĩ: Dị thường vật lý B trong mô hình 3-3-1 đảo tối thiểu

Mục tiêu tối thượng của khoa học là trả lời các câu hỏi cơ bản về vũ trụ, từ cấu trúc đến nguồn gốc và số phận của nó. Trong khi các khái niệm này từng được mô tả bằng triết học, vật lý học hiện đại đã cung cấp các giải thích khoa học chính xác. Tự nhiên có bốn tương tác cơ bản: điện từ, yếu, mạnh và hấp dẫn. Ba tương tác đầu hoạt động ở thang vi mô và được mô tả thành công bởi Mô hình Chuẩn (SM), trong khi tương tác hấp dẫn ở thang vĩ mô được giải thích bởi Thuyết Tương đối rộng. Sự kết hợp của SM và Thuyết Tương đối rộng đã giúp chúng ta giải thích các hiện tượng tự nhiên từ hạt cơ bản đến vũ trụ tổng thể. Mô hình Chuẩn là lý thuyết thống nhất tương tác mạnh và điện yếu, dựa trên nhóm đối xứng chuẩn SU(3)c ⊗ SU(2)L ⊗ U(1)Y. Nó giải thích hầu hết các hiện tượng vi mô, bao gồm ba thế hệ fermion, các hạt truyền tương tác và hạt Higgs, với độ chính xác cao. Các tiên đoán của SM đã được kiểm chứng thực nghiệm, như sự phát hiện các boson W, Z và đặc biệt là hạt Higgs tại LHC, khẳng định tính đúng đắn của mô hình.

Luận án này hướng đến các nhà nghiên cứu, học giả và sinh viên trong lĩnh vực vật lý lý thuyết, vật lý hạt cơ bản và các ngành liên quan, những người quan tâm đến các mô hình vật lý ngoài Mô hình Chuẩn và các dị thường trong vật lý B.

Luận án này tập trung nghiên cứu các dị thường vật lý B, đặc biệt là sự vi phạm tính phổ quát vị lepton (LFUV) được quan sát trong các kênh phân rã bán lepton của meson B, bao gồm các tỉ số RK, RK*, R(D), và R(D*). Mặc dù Mô hình Chuẩn (SM) đã rất thành công trong việc mô tả các tương tác cơ bản, các kết quả thực nghiệm gần đây từ LHCb và Belle đã chỉ ra những sai lệch đáng kể so với dự đoán của SM, gợi ý sự tồn tại của Vật lý mới (NP). Để giải thích những dị thường này, luận án đề xuất và khảo sát chi tiết Mô hình 3-3-1 đảo tối thiểu (MF331), một phiên bản mở rộng của SM. Mô hình này được lựa chọn vì khả năng giải thích LFUV ở mức cây và giảm thiểu các vấn đề về vi phạm số vị lepton trong các kênh Higgs. Luận án trình bày tổng quan về SM, các hạn chế của nó, và các mô hình mở rộng khác trước khi đi sâu vào MF331. Nghiên cứu cụ thể trong luận án bao gồm việc phân tích cấu trúc hạt, phổ khối lượng, sự trộn lẫn và các tương tác trong MF331. Các quá trình vi phạm tính phổ quát vị lepton trong các dịch chuyển quark b → sl+l¯ và b → cl¯νe, cũng như các dịch chuyển s → u và d → u thông qua các hiệu ứng bổ đính một vòng, được tính toán và đánh giá. Luận án xây dựng các Hamiltonian hiệu dụng và phân tích ảnh hưởng của các tương tác mới lên các tỉ số dị thường, so sánh kết quả lý thuyết với dữ liệu thực nghiệm mới nhất để xác định các vùng không gian tham số khả thi của mô hình MF331. Mục tiêu là cung cấp một giải thích nhất quán cho các dị thường vật lý B hiện tại, góp phần vào sự hiểu biết sâu sắc hơn về vật lý hạt cơ bản ngoài Mô hình Chuẩn.