Titelaufnahme

Titel
Electroweak corrections to higgs boson decays into sfermions in the minimal supersymmetric standard model / Christian Weber
VerfasserWeber, Christian
Begutachter / BegutachterinBartl, Alfred ; Majerotto, Walter
Erschienen2005
UmfangVIII, 114 S. : graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2005
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Supersymmetrie / Higgs-Teilchen / Zerfall / Strahlungskorrektur
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-21346 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Electroweak corrections to higgs boson decays into sfermions in the minimal supersymmetric standard model [1.54 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik beschreibt alle derzeit bekannten fundamentalen Materieteilchen sowie deren Wechselwirkungen, nämlich die starke, die schwache und die elektromagnetische Kraft. Obwohl das Standardmodell bei der korrekten Beschreibung experimenteller Ergebnisse im Rahmen der Messgenauigkeit große Erfolge verzeichnen kann, wird angenommen, dass es eine effektive Theorie ist, die nur für die derzeitig erreichbaren Energien Gültigkeit hat. Um physikalische Phänomene auch bei höheren Energien beschreiben zu können, muss das Standardmodell erweitert werden. Der aussichtsreichste Kandidat hierfür ist das Minimale Supersymmetrische Standard Model (MSSM), dem das Konzept der Supersymmetrie zugrunde liegt. Das MSSM sagt die Existenz von sogenannten supersymmetrischen Teilchen zu den bisher bekannten Teilchen voraus. Die Suche nach diesen supersymmetrischen Teilchen ist deshalb eines der wichtigsten Ziele das Large Hadron Colliders (LHC) am Kernforschungszentrum CERN, bei dem genügend hohe Energien zur Verfügung stehen sollen, um Kollisionen zu erzeugen, die die Existenz von Supersymmetrie bestätigen. Unter diesen supersymmetrischen Teilchen befinden sich die Partnerteilchen der Fermionen, die Sfermionen, sowie fünf physikalische Higgsbosonen. Um diese Teilchen entdecken zu können, sind genaue Vorhersagen ihrer Zerfallskanäle und Verzweigungsverhältnisse erforderlich. In dieser Arbeit werden die Zerfälle von Higgsbosonen in zwei Sfermionen und ihre gekreuzten Kanäle analysiert. Von großem Interesse sind dabei die Sfermionen der dritten Generation, weil man annimmt, dass sie wegen ihrer starken Yukawakopplungen sowie ihrer Links-Rechts Mischung sehr leicht sind. In der Berechnung der Zerfallsbreiten werden die vollständigen elektroschwachen Einschleifen-Korrekturen berücksichtigt. Aufgrund der Tatsache, dass in diesem Prozess fast alle Parameter des MSSM renormiert werden müssen und daher eine große Anzahl von Feynmangraphen berechnet werden muss, gestaltet sich diese Aufgabe als ziemlich schwierig. In bestimmten Zerfallskanälen, vor allem für große Werte des Parameters tan[beta], führt das On-shell Renormierungverfahren zu unakzeptablen Ergebnissen, sodass eine Verbesserung nötig ist. Dieses Problem kann durch eine Redefinition des Tree-levels gelöst werden, indem die fermionischen Masses und die trilinearen Kopplungen als DR Größen behandelt werden. Die Entwicklung um diesen redefinierten Tree-level führt daraufhin zu vernünftigen Ergebnissen. Um die benötigten DR und On-shell Größen in konsistenter Weise zu erhalten, muss die Umrechnung von den DR auf die On-shell Größen und umgekehrt sorgfältig behandelt werden. Die starke Verwicklung der in diesem Verfahren auftretenden Parameter machen die Entwicklung eines ausgeklügelten Iterationsverfahrens notwendig.

Zusammenfassung (Englisch)

The Standard Model of elementary particle physics describes all presently known fundamental particles that make up all matter as well as their interactions, i.e. the strong, weak, and electromagnetic forces. Despite its great success in explaining experimental results correctly within the scope of precision measurements at current particle accelerators, it is believed to be an effective theory valid only at energies accessible by today's particle accelerators. Therefore, the Standard Model has to be extended to describe physics also at higher energies. The most promising candidate is the minimal supersymmetric extension of the Standard Model (MSSM). Based on the concept of supersymmetry, it predicts the existence of supersymmetric particles to every fundamental known particle. The search for supersymmetry is one of the primary goals of the Large Hadron Collider (LHC) at the CERN laboratory which should be ready for use in 2007, producing collisions at sufficiently high energies to detect the superpartners many theorists expect to see. Among these supersymmetric particles are the partners of the fermions, called sfermions, as well as the five supersymmetric counterparts of the Higgs boson in the Standard Model. For a discovery, precise predictions for their decay modes and branching ratios are necessary. In this thesis, we study in detail the decays of Higgs bosons into two sfermions, as well as the corresponding crossed channels. In particular, the sfermions of the third generation are interesting because one expects them to be lighter than the other sfermions due to their large Yukawa couplings and left-right mixings. We will calculate the full electroweak one-loop corrections in the on-shell renormalization scheme. Owing to the fact that almost all parameters of the MSSM have to be renormalized in this process and hence a large number of graphs has to be computed, the calculation is very complex. Despite this complexity, we have performed the calculation in an analytic way. As we will see, in some cases the on-shell scheme will lead to unacceptable results in certain decay channels which makes an improvement necessary. Especially this is the case in the decay modes involving down-type sfermions for large values of the parameter tan[beta]. This problem can be solved by defining an appropriate tree level in terms of DR running values for the fermion masses and the trilinear couplings. The expansion around this new tree level then no longer suffers from bad convergence. In order to get consistently all needed DR running and on-shell masses, we have to pay special attention to the shifting from the DR to the on-shell renormalization scheme and vice versa. Since the parameters involved in these calculations are very entangled, we have to perform a sophisticated iteration procedure.