Teilprojekt B5: Multi-Parton Monte Carlos und Higgsphysik
Leitung:
Prof. Dr. Dieter Zeppenfeld, Institut für Theoretische Physik,
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
76128 Karlsruhe
Telefon: +49 721/608-3553
Telefax: +49 721/608-3582
E-Mail: dieter@particle.uni-karlsruhe.de
Prof. Dr. Margarete Mühlleitner, Institut für Theoretische
Physik, Karlsruher Institut für Technologie(KIT)
Prof. Dr. Michael Krämer, Institut für Theoretische
Teilchenphysik und Kosmologie, RWTH Aachen
Prof. Dr. Peter Uwer, Institut für Physik, Humbold-Universität
zu Berlin
Mitarbeiter:
Rauch, Michael, Dr.
Gieseke, Stefan, Dr. Wiss.Ass.
Rzehak, Heidi, Dr.
Arnold, Ken, Dipl.Phys., Dokt.
Popenda, Eva Dipl. Phys., Dokt.
Fachgebiet und Arbeitsrichtung:
Theoretische Teilchenphysik, Phänomenologie des Higgssektors, Looprechnungen für Multi-Parton-Prozesse
Zusammenfassung:
Am LHC kann ein standardmodellähnliches Higgsboson in zahlreichen Kanälen beobachtet werden, z.B über Tau- und W-Zerfälle in Weak-Boson-Fusion (WBF), durch Photon-, W- und Z-Zerfälle in Gluon-Fusion oder in assozierter Produktion mit einem Top-Quark. Um die beobachteten Signalraten in eine Messung der Higgskopplungen zu übersetzen, benötigt man genaue Vorhersagen für die im SM erwarteten Raten, sowohl für die diversen Higgssignale als auch für Untergrundprozesse. Besonders wichtig in diesem Programm ist die WBF, die sich durch vier oder mehr Teilchen (Jets und Higgs-Zerfallsprodukte) im Endzustand auszeichnet. Entsprechend sind Schleifenrechnungen mit 6 oder mehr äusseren Teilchen gefordert.
Diese sogenannten Multi-Parton Prozesse involvieren viele Feynmandiagramme schon in Leading-Order und werden numerisch mittels Amplitudenmethoden behandelt. Diese numerischen Amplitudenmethoden sind zwar auf D=4 Dimensionen beschränkt, können aber trotzdem in Einschleifenrechnungen mit dimensionaler Reduktion verwendet werden, indem die divergenten Tensorintegrale in divergente und endliche Anteile zerlegt werden. Teil des Projekts ist die Berechnung von Einschleifenkorrekturen zu in der Higgsphysik benötigten Signal- und Untergrundprozessen. Damit Wirkungsquerschnitte mit beliebigen experimentellen Schitten berechnet werden können, werden die Rechnungen als flexible NLO Parton Monte Carlos ausgeführt.
Mit den so gewonnenen Monte Carlo Werkzeugen sollen dann phänomenologisch wichtige Fragen untersucht werden, die die Messung von Higgskopplungen betreffen. Hierzu gehört die Entwicklung optimaler Strategien für die Extraktion von Higgskopplungen aus den LHC Daten, Strategien für die kombinierte theoretische und experimentelle Bestimmung der Wirkungsquerschnitte für Untergrundprozesse, Bestimmung der Effizienz von Central Jet Veto und Forward Jet Tagging Verfahren usw. Dabei sollen neben standardmodellähnlichen Szenarien auch Alternativen betrachtet werden wie z.B. supersymmetrische Modelle oder durch effektive Lagrangedichten parametrisierte anomale Higgskopplungen.
Für einen Vergleich mit LHC Daten reicht die Simulation auf dem Partonniveau, in fester Ordnung Störungstheorie, nicht aus. Deshalb sollen die in diesem Projekt entwickelten Programme soweit wie möglich mit Parton-Shower Programmen wie Herwig oder PYTHIA verknüpft werden, die eine volle Simulation von Parton Shower und Hadronisierung erlauben.
Letzte Änderung: 16.06.2010