Kurzfassung
Das Two-Higgs-Doublet-Standard Model-Axion-Seesaw-Higgs-Portal Inflation (2hdSMASH) Modell, das zwei Higgs-Dubletts, ein komplexes skalares Standard Modell (SM) Singlet und drei rechtshändige SM-Singlett-Majorana-Neutrinos enthält, behebt die folgenden Mängel des SM: i) dunkle Materie durch Axionen, ii) starkes CP-Problem durch den Peccei-Quinn-Mechanismus, iii) Neutrinomassen durch den Seesaw-Mechanismus, iv) Baryonen-Asymmetrie durch thermische Leptogenese und v) Inflation durch Higgs-Portal-Inflation. In dieser Dissertation untersuchen wir die inflationären Aspekte von 2hdSMASH und ihre daraus resultierenden Auswirkungen auf die niederenergetische Phänomenologie. Insbesondere identifizieren wir vier Inflationsrichtungen, deren für eine erfolgreiche Inflation erforderlichen Parameterwerte, die Bedingungen der perturbativen Unitarität und der Vakuumstabilität nicht verletzen. Durch die Analyse des Renormierungsgruppen (RG)-Flusses der Parameter identifizieren wir die Beschränkungen durch thermische Leptogenese, Baryon-Asymmetrie, Vakuumstabilität, perturbative Unitarität und Higgs Phänomenologie. Die Erfüllung all dieser Beschränkungen gewährleistet ein konsistentes Bild unseres Universums von der elektroschwachen bis hin zur Planck-Skala. Wir bestimmen typische Benchmark-Punkte, die mit theoretischen und experimentellen Beschränkungen vereinbar sind und potenziell mit zukünftigen Teilchenbeschleunigern untersucht werden können.
The Two-Higgs-Doublet-Standard Model-Axion-Seesaw-Higgs-Portal Inflation (2hdSMASH) model containing two Higgs doublets, a Standard Model (SM) singlet complex scalar and three SM singlet right-handed Majorana neutrinos addresses the following shortcomings of the SM: i) dark matter by axions, ii) strong CP problem by the Peccei-Quinn mechanism, iii) neutrino masses and mixing by the seesaw mechanism, iv) baryon asymmetry by thermal leptogenesis and v) inflation by Higgs portal inflation. In this thesis we investigate the inflationary aspects of 2hdSMASH and its subsequent impact on low energy phenomenology. In particular, we identify four inflationary directions whose parameter values required for successful inflation do not violate perturbative unitarity and vacuum stability conditions. By analyzing the Renormalization-Group (RG) flow of the parameters we identify the constraints from thermal leptogenesis, baryon asymmetry, vacuum stability, perturbative unitarity and Higgs phenomenology. Satisfying all of these constraints ensures a consistent picture of our universe from the electroweak all the way up to the Planck scale. We determine typical benchmark points satisfying theoretical and experimental constraints which can be potentially probed by future colliders.