Die am LHC gewonnen Ergebnisse stimmen überwiegend mit den Vorhersagen des Standardmodells der Teilchenphysik (SM) überein, doch die Notwendigkeit von Physik jenseits des Standardmodells (BSM) bleibt. Allerdings führt kein klarer Weg zu einem Nachfolger des Standardmodells. In dieser Arbeit wird daher ein allgemeines theoretisches Werkzeug für die Erforschung der Grenzen des SM verwendet: die Effektiven Feldtheorien (EFTs). In dieser Arbeit wird die Standard Model Effective Field Theory (SMEFT) benutzt, um das Potential des zukünftigen Hadronenbeschleunigers FCC-hh zu beurteilen. Hierfür wird der Vh-Produktionsprozess untersucht. Die Sensitivität dieser Kanäle wird durch die Messung von doppelt differenziellen Wirkungsquerschnitten möglich. Die Abwesenheit von Eich-Anomalien ist nötig, um die Konsistenz einer Quantenfeldtheorie zu bewahren. Es wird gezeigt, dass die SMEFT bis zur Massendimension 6 für beliebige Werte seiner WCs frei von aus Dreiecks-Anomalien stammenden Eich-Anomalien ist. Die bosonischen EFT-Techniken werden auch benutzt, um die Beziehung zwischen gemischten globalen Eich-Anomalien und Axion-Kopplungen zu Vektorbosonen in Axion-EFTs zu analysieren. Es ergibt sich, dass diese in keiner Beziehung zueinander stehen, wenn schwere chirale Fermionen ausintegriert werden. Dieser Fakt verknüpft Axion-EFTs mit chiralen Erweiterungen des Standardmodells. Für nichtabelsche Eichbosonen werden IR-Summenregeln gefunden, deren Verletzung die Anwesenheit chiraler Felder im UV-Bereich anzeigen. Es wird eine minimale Erweiterung des Standardmodells als Beispiel studiert. Letztlich wird gezeigt, wie alte Formalismen zu neuen Einsichten führen können. Helizitäts-Spinoren und Streuamplituden werden eingeführt und es wird diskutiert, wie sie die Berechnung der Amplituden erleichtern und inwiefern sie eine Alternative zu EFTs darstellen. Die VVh- und VVhh-Amplituden werden studiert und ihre Hoch-Energie-Grenzwerte einschließlich verschiedener BSM-Beiträge berechnet. / The results obtained at the LHC agree well with the predictions of the Standard Model of particle physics (SM). However, the need for Beyond the Standard Model (BSM) physics remains. But there is no clear path towards a successor for the SM. Hence, we must prepare the tools needed to explore the frontiers of physics thoroughly. In this work, we study one of the main theoretical tools that can be used for such an exploration, Effective Field Theories (EFTs). We use the Standard Model Effective Field Theory (SMEFT) to study the Vh production process at FCC-hh, assessing the discovery potential of that future collider. The sensitivity to BSM effects is improved via the measurement of doubly-differential cross-sections. We also study the relation between EFTs and anomalies. The absence of gauge anomalies is required to preserve the consistency of a Quantum Field Theory. We prove that SMEFT at dimension 6 is free from gauge anomalies coming from triangle diagrams for any value of its WCs. Then, we analyse the relationship in axion EFTs between mixed global-gauge anomalies and axion couplings to vector bosons. They turn out to be unrelated when heavy chiral fermions are integrated out, linking axion EFTs to chiral extensions of the SM. We find IR sum rules whose violation indicate the presence of chiral fields in the UV. We show and study a minimal phenomenologically relevant model as an example. Finally, we explore how revisiting old formalisms can lead to new insights. We introduce the helicity spinor and scattering amplitudes formalisms and show how they facilitate the computation of cross sections and discuss how they constitute an alternative to EFTs as a parametrisation of BSM effects. We study the VVh and VVhh amplitudes, of which we compute the high-energy limit including different BSM contributions.

In dieser Dissertation analysieren wir drei Aspekte von Konforme Feldtheorien (CFTs). Erstens betrachten wir Korrelationsfunktionen von sekundären Zuständen (SZ) in zweidimensionalen CFTs. Wir diskutieren eine rekursive Formel zu ihrer Berechnung und erstellen eine Computerimplementierung dieser Formel. Damit können wir jede Korrelationsfunktion von SZ des Vakuums erhalten und für Nicht-Vakuum-SZ den Korrelator als Differentialoperator, der auf den jeweiligen primären Korrelator wirkt, ausdrücken. Mit diesem Code untersuchen wir dann einige Verschränkungs- und Unterscheidbarkeitsmaße zwischen SZ, i.e. die Rényi-Entropie, den Spurquadratabstand und die Sandwich-Rényi-Divergenz. Mit unseren Ergebnissen können wir die Rényi Quanten-Null-Energie-Bedingung testen und stellen neue Werkzeuge zur Analyse der holographischen Beschreibung von SZ bereit. Zweitens untersuchen wir vierdimensionale Weyl-Fermionen auf verschiedenen Hintergründen. Unser Interesse gilt ihrer Spuranomalie, und der Frage, ob die Pontryagin-Dichte auftritt. Deshalb berechnen wir die Anomalien von Dirac-Fermionen, die an vektorielle und axiale Eichfelder gekoppelt sind, und dann auf einem metrisch-axialen Tensor Hintergrund. Geeignete Grenzwerte der Hintergründe erlauben es dann, die Anomalien von Weyl-Fermionen, die an Eichfelder gekoppelt sind, und in einer gekrümmten Raumzeit zu berechnen. Wir bestätigen das Fehlen der Pontryagin-Dichte in den Spuranomalien. Drittens liefern wir die holographische Beschreibung einer vierdimensionalen CFT mit einem irrelevanten Operator. Wenn der Operator eine ganzzahlige konforme Dimension hat, modifiziert sein Vorhandensein in der CFT die Weyl-Transformation der Metrik, was wiederum die Spuranomalie ändert. Unter Ausnutzung der Äquivalenz zwischen Diffeomorphismen im Inneren und Weyl-Transformationen auf dem Rand, berechnen wir diese Modifikationen mithilfe der dualen Gravitationstheorie. Unsere Ergebnisse repräsentieren einen weiteren Test der AdS/CFT-Korrespondenz. / Conformal field theories (CFTs) are amongst the most studied field theories and they offer a remarkable playground in modern theoretical physics. In this thesis we analyse three aspects of CFTs in different dimensions. First, we consider correlation functions of descendant states in two-dimensional CFTs. We discuss a recursive formula to calculate them and provide a computer implementation of it. This allows us to obtain any correlation function of vacuum descendants, and for non-vacuum descendants to express the correlator as a differential operator acting on the respective primary correlator. With this code, we study some entanglement and distinguishability measures between descendant states, i.e. the Rényi entropy, trace square distance and sandwiched Rényi divergence. With our results we can test the Rényi Quantum Null Energy Condition and provide new tools to analyse the holographic description of descendant states. Second, we study four-dimensional Weyl fermions on different backgrounds. Our interest is in their trace anomaly, where the Pontryagin density has been claimed to appear. To ascertain this possibility, we compute the anomalies of Dirac fermions coupled to vector and axial non-abelian gauge fields and then in a metric-axial-tensor background. Appropriate limits of the backgrounds allow to recover the anomalies of Weyl fermions coupled to non-abelian gauge fields and in a curved spacetime. In both cases we confirm the absence of the Pontryagin density in the trace anomalies. Third, we provide the holographic description of a four-dimensional CFT with an irrelevant operator. When the operator has integer conformal dimension, its presence in the CFT modifies the Weyl transformation of the metric, which in turns modifies the trace anomaly. Exploiting the equivalence between bulk diffeomorphisms and boundary Weyl transformations, we compute these modifications from the dual gravity theory. Our results represent an additional test of the AdS/CFT conjecture.

Wir untersuchen die perturbative Quantentheorie verschiedener integrabler Yang-Baxter-Deformationen des freien Superstrings auf AdS-Räumen. Dazu berechnen wir die Zwei-Körper-Streumatrix auf Baum-Niveau auf dem Weltenblatt mit Feynman-Diagramm-Methoden. Die verschiedenen Deformationen sind: (1) Alle abelschen Deformationen von AdS₅ ⨉ S⁵, die die Fixierung der Lichtkegel-Eichung erlauben. Diese sind dual zur nicht-kommutativen Super-Yang-Mills-Theorie und werden äquivalent durch TsT-Transformationen oder verwundene Randbedingungen beschrieben. Wir berechnen die bosonische Streumatrix auf Baum-Niveau für den BMN-String in uniformer Lichtkegel-Eichung. Die Streumatrix wird in den meisten Fällen durch einen Drinfeld-Verwindungen ausgedrückt; in einigen Fällen wird sie stattdessen durch eine verschobene Impulsabhängigkeit ausgedrückt. Abschließend vergleichen wir die aus diesen Ergebnissen abgeleiteten Bethe-Gleichungen mit denen des Modells mit verwundene Randbedingungen und stellen eine perfekte Übereinstimmung fest. Für Deformationen des GKP-Strings können wir aufgrund konzeptioneller Hindernisse keine deformierte Streumatrix um die Null-Cusp-Lösung bestimmen. (2) Die inhomogene oder eta-Deformation von AdS₅ ⨉ S⁵ entsprechend dem fermionischen Dynkin-Diagramm. Wir berechnen die Zwei-Körper-Streumatrix auf Baum-Niveau zu quadratischer fermionischer Ordnung in uniformer Lichtkegel-Eichung. Sie erfüllt die klassische Yang-Baxter-Gleichung, faktorisiert in zwei Blöcke und entspricht der exakten Streumatrix für ein Modell mit trigonometrisch quantendeformierter Symmetrie. (3) Inhomogene bi-Yang-Baxter-Deformationen von AdS₃ ⨉ S³ ⨉ T⁴ für mehrere Dynkin-Diagramme. Wir berechnen die Zwei-Körper-Streumatrix auf Baum-Niveau zu quadratischer fermionischer Ordnung in uniformer Lichtkegel-Eichung. Alle Deformationen ergeben die gleiche Streumatrix, die mit der erwarteten exakten Streumatrix bei trigonometrisch quantendeformierter Symmetrie übereinstimmt. / We study the perturbative quantum theory of various integrable Yang-Baxter deformations of the free superstring on AdS spaces. For this we compute the two-body tree-level scattering matrix on the worldsheet using Feynman diagram methods. The various deformations are: (1) All distinct Abelian deformations of AdS₅ ⨉ S⁵ allowing light-cone gauge fixing. These are dual to noncommutative super Yang-Mills theory and equivalently described through TsT transformations or twisted boundary conditions. We compute the bosonic tree-level scattering matrix for the BMN string in uniform light-cone gauge. The scattering matrix is expressed through a Drinfeld twist for most cases; for some cases it is expressed instead through a shifted momentum dependence. Lastly, we compare the Bethe equations derived from these results to the equations of the model with twisted boundary conditions and find perfect agreement. For deformations of the GKP string we are not able to determine a deformed scattering matrix around the null-cusp solution due to actions incompatible with perturbation theory in momentum space. (2) The inhomogeneous or eta deformation of AdS₅ ⨉ S⁵ corresponding to the fermionic Dynkin diagram. We compute the two-body tree-level scattering matrix up to second order in fermions in uniform light-cone gauge. It satisfies the classical Yang-Baxter equation, factorizes into two blocks and matches the exact scattering matrix for a model with trigonometrically quantum-deformed symmetry. (3) Inhomogeneous bi-Yang-Baxter deformations of AdS₃ ⨉ S³ ⨉ T⁴ for multiple Dynkin diagrams. We compute the two-body tree-level scattering matrix up to second order in fermions in uniform light-cone gauge. All deformations give the same scattering matrix, which matches the expected exact scattering matrix with trigonometrically quantum-deformed symmetry.