Supersymmetry breaking from 4D string moduli

Il limite di bassa energia della Teoria delle Stringhe può dare luogo a teorie di campo effettive con supersimmetrie N=1 che rappresentano uno scenario molto promettente per la Fisica oltre il Modello Standard. Inoltre, le compattificazioni delle stringhe includono naturalmente meccanismi per la rottura spontanea della supersimmetria nel settore nascosto a causa della stabilizzazione dei moduli. I termini che rompono la simmetria nel visibile (soft supersymmetry breaking terms) sono poi generati attraverso l'interazione gravitazionale tra i moduli e il settore osservabile. La tesi è incentrata sui modelli 4D per le stringhe Type IIB all'interno del cosiddetto LARGE Volume Scenario per la stabilizzazione dei moduli. In particolare, considera compattificazioni di Calabi-Yau di tipo K3 fibrato in cui il Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) è supportato su brane D7 avvolte su 4-cicli nel regime geometrico. Le correzioni di string loop al potenziale di Kaehler rivestono un ruolo cruciale per la stabilizzazione dei moduli e la rottura della supersimmetria. Inoltre, questa classe di compattificazioni di stringa si è dimostrata particolarmente appropriata per la realizzazione dell'inflazione cosmica. Dopo una discussione sulla forma della metrica di Kaehler per i campi di materia del settore visibile, la tesi determina la struttura dei soft supersymmetry breaking terms risultanti per differenti sistemazioni delle brane. Infine, analizza i principali vincoli fenomenologici sugli spettri di massa del settore nascosto e dei superpartner del Modello Standard, insieme con il requisito dell'ottenimento di una massa dell'Higgs corretta. L'esito finale indica che questa modellizzazione non permette contemporaneamente la presenza di una buona descrizione dell'inflazione e di un settore visibile dato esattamente dall'MSSM. Delle possibili vie d'uscita necessiterebbero o di un modello inflazionario differente o di una estensione minimale dell'MSSM (come il NMSSM).