Verbund: 05H2021 - Run 3 von CMS am LHC: Theoretische Studien zur Physik an Teilchenbeschleunigern

Abstract

Dieses Projekt dient der Verbesserung von Vorhersagen über die Eigenschaften des Higgs-Bosons im Standard-Modell und darüber hinaus gehenden Theorien, im speziellen supersymmetrischen Erweiterungen des Standardmodells. Dazu wurden höhere Ordnungen in der Störungsreihe berechnet. Außerdem wurden systematische Ungenauigkeiten in den Berechnungen der Masse und den partiellen Zerfallsbreiten des Higgsbosons identifiziert und eliminiert. Darüberhinaus wird die Vorhersage von Produktionsquerschnitten für das Higgs-Boson verbessert, indem auch kinematische Verteilungen bei der Higgsproduktion bestimmt werden. Die Ergebnisse wurden und werden in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht und als öffentlicher Computercode zur Verfügung gestellt. Die in diesem Projekt entwickelten und verwendeten Methoden können auch auf Modelle jenseits des Standardmodells angewendet werden. Das Projekt zielt weiterhin darauf ab, hochmoderne theoretische NLO-QCD-Vorhersagen für die Produktion eines Top-Quark-Paares mit einem zusätzlichen Objekt am LHC bereitzustellen. Das Hauptaugen-merk des Projekts liegt auf der Untersuchung der Modellierung von Top-Quark-Zerfällen sowie auf der Anwendung dieser Ergebnisse auf experimentelle Daten aus dem LHC. Diese Berechnungen für ttH, ttW, ttbb und für tt + Dunkle Materie basieren auf den vollständigen Matrixelementen für den vorliegenden Prozess und beinhalten alle resonanten und nicht-resonanten Feynman-Diagramme, Interferenzen und Off-Shell-Effekte des Top-Quarks sowie die W- und Z-Eichbosonen. Die nicht faktorisierbaren NLO-QCD-Korrekturen sowie QCD-Effekte höherer Ordnung in Top-Quark-Zerfällen beeinflussten signifikant die ttV-Wirkungsquerschnitte in verschiedenen Phasenraumregionen. Aus diesen Gründen sollten sie beide in die zukünftigen Vergleiche zwischen theoretischen Vorhersagen und experimentellen Daten einbezogen werden. Wenn wir die vollständige Theorie ohne enthaltene Näherungen zur Hand haben, sind wir in der Lage, die tatsächliche Größe der theoretischen Unsicherheiten aufgrund der Skalenabhängigkeit zu untersuchen. Mit anderen Worten, um zu überprüfen, ob sie bei Vorhandensein verschiedener Annäherungen unter- oder überschätzt werden.