Parçacık fiziğinde modern kaluza-klein teorileri

Abstract

Bu tez çalışmasında ek boyutları içeren modern Kaluza-Klein teorilerinin parçacık fiziğinde meydana getirdikleri modifikasyonların neler olduğu incelenmiş ve sonuçları tartışılmıştır. Kaluza ve Klein'nın elektromanyetik kuvvet ile gravitasyonel kuvveti birleştirmek için geliştirmiş oldukları ek boyut fikri parçacık fiziğine uygulanmış ve modern Kaluza-Klein teorileri ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada modern Kaluza-Klein teorilerinden en iyi bilinen iki tanesi, Randall-Sundrum (RS) bükülmüş ek boyut modeli ve Arkani-Hamed, Dimoupolos, Dvali (ADD) düz ek boyutlar modeli ele alınmıştır. Bu tez çalışmasının ilk parçasında, gravitasyonel kuvvetin temel teorisi olan Genel Görelilik teorisi ve parçacık fiziğinin temel teorisi olan Standart Model anlatılmıştır. İkinci parçasında ise, RS ve ADD modellerinin basitçe Planck ölçeği ile zayıf ölçek arasındaki büyük farklılığın sebebinin anlaşılamaması olarak tanımlanan hiyerarşi problemine getirdikleri çözümler tartışılmış ve bu modellerin parçacık fiziği fenomenolojisi açısından çeşitli öngörüleri belirlenmiştir.

In this thesis, modifications in particle physics generated by modern Kaluza-Klein theories are examined and their consequences are discussed. The idea of extra dimension proposed by Kaluza and Klein, which was used to unify electromagnetic and gravitational forces has been applied to particle physics and as a consequence modern Kaluza-Klein theories have been arisen. In this study, two of the best known modern Kaluza-Klein theories namely, Randall-Sundrum model of warped extra dimensions and Arkani-Hamed, Dimoupolos, Dvali model of flat extra dimensions have been treated. In the first part of this thesis, General Theory of Relativity and Standart Model which are the fundamental theories of gravity and particle physics have been presented. In the second part, solutions provided by RS and ADD models to hierarchy problem which is simply defined as the inexplicable disparity of the Planck scale and the weak scale, have been discussed and some predictions of these models on particle physics phenomenology have been identified.