Grande Unificação para Anomalia do Múon e Cordas Cósmicas

Nesta tese procura-se explicar dois fenómenos físicos mediante uma teoria que vai mais além do Modelo Padrão das interações fundamentais. Por uma parte, resultados experimentais recentes parecem indicar um valor do momento magnético do múon que se calcula mediante correções eletromagnéticas, fracas e fortes. Uma teoria de grande unificação baseada na simetria E6 prediz a existência de léptons superados que, se estes se misturam muito com os ordinários podem dar uma contribuição adicional ao momento magnético anómalo. Mostra-se que as correções mais relevantes provem da interação com o campo de Higgs. O esquema de quebras da simetria E6 considerado par obter esta correção , não permite resolver simultaneamente o segundo problema deste trabalho: raios cósmicos ultraenergérticos. Os raios cósmicos ultraenergéticos podem ter origem em objetos microscópicos superpesados previstos pelas teorias de grande unificação. Uma possibilidade é uma partícula sem interação do modelo Padrão contida em E6 e que sua massa é menor do que a dos outros férmions exóticos , cuja mistura com os ordinários é pequena, pode ter uma vida média de ordem da idade estimada do universo e por isso pode ser fonte pontencial de raios cósmicos. Neste caso, a idéia também requer uma sequência particular de quebras da simetria. Outra alternativa são as cordas cósmicas nas que fémions não ordinários são capturados formando correntes supercondutoras em forma de estados ligados sem massa. Tomando, por simplicidade o modelo SO(10), onde tal fémion é o neutrino direito, mostra-se que o espalhamento elástico deste neutrino por parte da corda cresce no regime de escala da dinâmica da corda, entanto que a relevância astrofísica é maior se a corrente supercondutora se forma no período chamado de fricção.