Testing electroweak baryogenesis at LHC in a minimal extension of the Standard Model

Il modello standard è la teoria che descrive con spettacolare accuratezza le interazioni fra i costituenti fondamentali della materia come oggi ci sono noti. Nonostante il successo nel confronto fra teoria ed esperimenti, diverse questioni rimangono insolute. Indicazioni esistono riguardo l'esistenza di fisica oltre il modello standard, anche se ancora ignoriamo la sua natura. L'obiettivo principale di questo lavoro è di caratterizzare una delle più semplici estensioni del modello standard che prevede un singoletto scalare interagente con il solo bosone di Higgs. Questo nuovo stato potrebbe avere un'influenza sulla fenomenologia del bosone di Higgs ai collider e dare luogo al meccanismo della bariogenesi elettrodebole. Una volta classificate le differenti possibilità, concentriamo la nostra attenzione su un modello semplificato caratterizzato da una simmetria $\mathbb{Z}_{2}$, nel quale le modifiche al self-coupling del bosone di Higgs possono apparire solo ad un loop. Il calcolo dei contributi corrispondenti permette di identificare la regione dello spazio dei parametri dove è possibile ottenere una transizione di fase elettrodebole del primo ordine, e di verificare se le deviazioni dalle previsioni del modello standard possano essere rilevabili ad LHC. Consideriamo sia il modello completo che la corrispondente approssimazione effettiva, studiandone il regime di applicabilità. Infine, otteniamo le previsioni per la produzione di una coppia di bosoni di Higgs. I nostri risultati preliminari mostrano come nelle regioni dello spazio dei parametri nelle quali è possibile avere la transizione del primo ordine un approccio effettivo sia sufficiente a riprodurre il modello completo. Inoltre, le differenze di shape e sezione d'urto fra la estensione con un singoletto ed il modello standard sono visibili per valori della massa del singoletto potenzialmente rilevabili a LHC.