Teorias de sabor da escala de Planck à escala Eletrofraca

O enigma do sabor permanece como um dos mistérios mais intrigantes da física de partículas. Nesta tese, propomos e estudamos teorias de sabor que sugerem genericamente uma origem multiescalar do sabor. Primeiro, exploramos a ideia de modelos fermiofóbicos e domínio de mensageiros, onde os fermions etirais do Modelo Padrão não têm carga sob (parte de) uma simetria de gauge estendida, que também proíbe acoplamentos de Yukawa para fermions etirais. Esses são gerados efetivamente devido à presença de mensageiros hierarquicamente pesados, incluindo fermions de tipo vetor e/ou dobrados pesados de Higgs. Simultaneamente, esse mecanismo gera acoplamentos efetivos de fermions etirais aos bosons de gauge da simetria estendida, levando a uma fenomenologia preditiva conectada à origem das hierarquias de sabor. Apresentamos dois modelos desse tipo, baseados nas simetrias de gauge U(1) e Pati-Salam gêmeas, que têm implicações para anomalias de sabor em baixa energia. Em segundo lugar, estudamos a estrutura da desconstrução de sabor, onde o Modelo Padrão emerge de uma teoria de gauge não universal que contém um fator de gauge separado para cada família de fermions. Argumentamos que uma das maneiras mais simples de alcançar isso é atribuindo uma hipercarga de gauge separada a cada família de fermions, denotada como a teoria da "tri-hipercarga". Se o Higgs do SM carrega apenas a hipercarga da terceira família, então apenas a terceira família é massiva em nível renormalizável, e as famílias leves obtêm sua massa de operadores de dimensão superior. Finalmente, propomos uma origem unificada de gauge para estruturas não universais de gauge, como a teoria da tri-hipercarga mencionada. O modelo atribui um grupo SU(5) separado a cada família de fermions. No entanto, assumindo que os três grupos SU(5) estão relacionados por uma simetria de permutação cíclica Z₃, o modelo é descrito por um único acoplamento de gauge no ultravioleta, apesar de SU(5)³ ser um grupo não simples.