Spelling suggestions: "subject:"cementleading order correction"" "subject:"excessleading order correction""
1 |
Effects of heavy Higgs bosons in the hadronic production of top-quark pairs including QCD correctionsGaller, Peter 13 February 2018 (has links)
In dieser Disseratation wird eine mögliche Erweiterung des Standardmodells der
Elementarteilchen (SM) im Higgs-Sektor mithilfe von Topquarkpaarproduktion am
Large Hadron Collider untersucht. Insbesondere wird dabei auf das sogenannte
Zwei-Higgs-Duplettmodell eingegangen. Dieses Modell führt mehrere Spin-0
Bosonen (auch Higgsbosonen genannt) zusätzlich zum SM-Higgsboson ein. Dabei
wird in dieser Arbeit von der Annahme ausgegangen, dass diese zusätzlichen
Higgsbosonen schwer genug sind um in ein Top-Antitop-Paar zu zerfallen. Somit
können die experimentellen Signaturen dieser neuen Teilchen mit Hilfe von
Observablen der Topquarkpaarproduktion untersucht werden. Dazu wird die
resonante Erzeugung von schweren Higgsbosonen und deren Zerfall in
Topquarkpaare bis einschließlich Quantenkorrekturen in der nächst-zu-führenden
Ordnung (NLO) in der QCD-Kopplungskonstanten berechnet. Weiterhin wird die
volle Spininformation des Top-Antitop-Paares beibehalten, welche die Analyse
von spinabhängigen Observablen erlaubt. Diese können, insbesondere in Falle von
Top-Antitop-Spinkorrelationen, sehr sensitiv auf Effekte schwerer Higgsbosonen
sein. Dies zeigt sich besonders in Vergleich zu spinunabhängigen Observablen.
Die Sensitivität von spinabhängigen Observablen kann zudem noch durch
entsprechende Schnitte auf den Phasenraum von Top- und Antitopquark verstärkt
werden. In dieser Dissertation wird ein Verfahren vorgestellt, mit dessen Hilfe
sich die Spinkorrelationen identifizieren lassen, welche die größte
Sensitivität auf die Effekte schwerer Higgsbosonen aufweisen. Außerdem wird
durch die Berechnung der Beiträge zur NLO u.a. gezeigt, dass diese Beiträge
wichtig sind um aussagekräftige und robuste Observablen zu definieren. Die
Ergebnisse der NLO, die in dieser Arbeit vorgestellt werden, sind die ersten
ihrer Art für die resonante Erzeugung von schweren Higgsbosonen und deren
Zerfall in Topquarkpaare. / In this dissertation a possible extension of the standard model of particle
physics (SM) in the Higgs sector is investigated using top-quark pair
production at the Large Hadron Collider as a probe. In particular, the
so-called two-Higgs-doublet model (2HDM) is studied. The 2HDM introduces several spin-0
bosons (which are also called Higgs bosons) in addition to the SM Higgs boson.
In this thesis these additional Higgs bosons are assumed to be heavy enough to decay into a
top-antitop quark pair. Thus, the experimental signatures of these new
particles can be studied through observables of top-quark pair production.
To this end the resonant production of heavy neutral Higgs bosons and their decay into
top-quark pairs in calculated up to next-to-leading order corrections in the
QCD coupling constant retaining the full spin information of the top-antitop
pair. This allows to analyse spin dependent observables which can be more
sensitive to effects of heavy Higgs bosons than spin independent ones
especially in the case of top-antitop spin correlations. The additional
application of kinematical cuts on the phase space of top and antitop quarks
can enhance the sensitivity further. In this thesis a method is presented that
can be used to construct the spin correlation which is most sensitive to the
effects of heavy Higgs bosons on top-quark pair production.
Furthermore, it is shown that the next-to-leading order
corrections are required to construct observables which entail robust
predictions. The results for the next-to-leading order in the QCD coupling
constant presented in this thesis were the first ones given for resonant heavy
Higgs production and decay into top-quark pairs.
|
2 |
QCD Korrekturen zur Erzeugung von einzelnen Top-Quarks in Assoziation mit zwei JetsMölbitz, Stefan 08 January 2019 (has links)
Das Top-Quark ist das schwerste bekannte Elementarteilchen. Im Standardmodell (SM)
der Elementarteilchenphysik ist die Erzeugung in Paaren durch die starke Wechselwirkung der dominante Beitrag zu seiner Produktion. Top-Quarks können durch die schwache
Wechselwirkung ebenfalls einzeln produziert werden.
Die Einzelproduktion ist trotz ihres schwierigen experimentellen Nachweises wegen ihrer Komplementarität zur Paarproduktion interessant. So sind einzeln produzierte Top-Quarks stark polarisiert. Diese Polarisation führt wegen des Zerfalls von Top-Quarks
vor ihrer Hadronisierung zu experimentell zugänglichen Auswirkungen auf die Zerfallsprodukte. Weiterhin erlaubt die Beteiligung von Bottom-Quarks im Anfangszustand die
Untersuchung der zugehörigen Partonverteilungsfunktion.
In dieser Arbeit werden für phänomenologische Vorhersagen Wirkungsquerschnitte für
die Produktion einzelner Top-Quarks oder Top-Antiquarks in Assoziation mit zwei Jets
im SM berechnet. Dabei werden die Korrekturen in der nächstführenden Ordnung der
Quantenchromodynamik (QCD) berücksichtigt. Diese Korrekturen bilden den wichtigsten
Beitrag jenseits der führenden Ordnung zur Verbesserung der theoretischen Vorhersage.
Präzise theoretische Vorhersagen für Wirkungsquerschnitte sind für die Suche nach Physik
jenseits des SM mit dem Large Hadron Collider am CERN unerlässlich. Im Unterschied zu
den im Jahr 2002 veröffentlichten Korrekturen in der QCD zur Produktion einzelner Top-Quarks wurde ein zusätzliches Teilchen im Endzustand berücksichtigt. Als Folge treten
neue partonische Anfangszustände und Beiträge mit Farbaustausch zwischen den Quark-Linien auf. Da Top-Quarks nach kurzer Zeit in ein W-Boson und ein Bottom-Quark
zerfallen, muss zugleich eine konsistente Abgrenzung von der Produktion einzelner Top-Quarks in Assoziation mit einem W-Boson und von der Paarproduktion vorgenommen
werden. / The top quark is the heaviest known elementary particle. In the standard model (SM)
of elementary particle physics it is produced predominantly in pairs by the strong interaction. The weak interaction enables the production of single top-quarks as well.
Despite its difficult experimental signature, the production of single top-quarks is interesting as it is complementary to the production of pairs. For instance single top-quarks
are highly polarized. As top quarks decay before they hadronize, the polarization affects
the decay products of the top quark in an experimentally accessible way. Furthermore,
the participation of bottom-quarks in the initial state allows a study of the corresponding
parton distribution functions.
This thesis makes phenomenological predictions for the SM by calculating cross sections
for the production of single top-quarks in association with two jets. Next-to-leading order
corrections in quantum chromodynamics (QCD) are taken into account. These corrections
are the most important contribution for precise predictions beyond the leading order
calculation. Precise theoretical predictions for cross sections are mandatory for the search
for new physics at the Large Hadron Collider at CERN. In contrast to the QCD corrections
for the production of single top-quarks published in 2002 an additional particle in the
final state was taken into account. As a consequence, new partonic initial states and
contributions with exchange of color charge between the quark lines occur. As top quarks
decay rapidly into a W boson and a bottom quark, a consistent separation from the
production of top quark pairs and from the production of single top-quarks in association
with a W boson must be ensured.
|
Page generated in 0.1239 seconds