Kai-Peer Oliver Diener, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2000

"Quantum effects of Majorana neutrinos in precision observables"


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Summary

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit untersucht, inwieweit sich eine Erweiterung des Standardmodell- Leptonsektors um beliebig mischende Majorana- Neutrinos auf theoretische Vorhersagen für sehr genau gemessene elektroschwache Observablen auswirkt.Eine die entsprechenden leptonischen Wechselwirkungen beschreibende Lagrangedichte wird explizit konstruiert, und die Kopplungen der Neutrinos an die Eichbosonen und Skalare des Standardmodells werden abgeleitet. Um die Abhängigkeit der Formfaktoren vom Eichparameter untersuchen zu können, werden generische Ergebnisse für den Zerfall eines Eichbosons in ein Fermionpaar auf dem Ein- Schleifen- Niveau angegeben. Bisher verwendete Counterterme für die Renormierung fermionischer Mischungsmatrizen im On- Shell- Schema werden vorgestellt und kritisiert.Wir geben eine Renormierungsbedingung an, aus der Counterterme für die Standardmodell- Quark- Mischungsmatrix, sowie die leptonischen Mischungsmatrizen des besprochenen Modells bestimmt werden können.Unter Verwendung unserer Renormierungsvorschrift für leptonische Mischungsmatrizen geben wir anschließend analytische Ausdrücke für die elektroschwache Pseudoobservable d r in einem Modell mit erweitertem Leptonsektor an.Im letzten Teil der Arbeit diskutieren wir unsere numerischen Ergebnisse für die relative Abweichung der (leptonischen) Zerfallsbreiten des W- Bosons und des Myons in diesem Modell gegenüber dem Standardmodell.

Titel

Kurzfassung

Summary

In this work we investigate to what extent an extension of the standard model lepton sector accomodating Majorana neutrinos with arbitrary mixing changes the theoretical predictions for precisely measured electroweak observables.A Lagrangian describing the respective leptonic interactions is explicitly constructed and the couplings of the neutrinos to the gauge bosons and scalars are derived. To investigate the gauge parameter dependence of the form factors generic results for the decay of a gauge boson into a fermion pair at one- loop level are given. The counterterms of fermionic mixing matrices in the on- shell scheme as found in the literature so far are presented and criticized. We give a renormalization condition which allows the derivation of counterterms for the standard model quark mixing matrix as well as the mixing matrices of the aforementioned extended lepton sector models. Making use of our renormalization prescription for the leptonic mixing matrices we then present analytic results for the electroweak pseudo- observable d r in such a framework. In the last part of this work we discuss our numerical results for the relative deviation of the (leptonic) decay widths of the W- boson and the muon in this model compared to the standard model.