Higgs-Produktion und Zerfall in Modellen mit extra Singletts und Dubletts - Präzise Vorhersagen für den LHC

• Antragsteller: Professor Dr. Ansgar Denner; Dr. Christian Sturm
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 249274740

Die Entdeckung eines Higgs-Teilchens am LHC war ein spektakulärer Erfolg der Teilchenphysik. Jetzt müssen die Eigenschaften dieses Teilchens genau vermessen werden und es muss untersucht werden, ob es sich um das Higgs-Boson des Standardmodells handelt. Dazu müssen alternative Modelle ausgearbeitet und mit experimentellen Daten verglichen werden. Eine interessante Klasse von erweiterten Modellen sind solche mit zusätzlichen Higgs-Singletts und Dubletts. Diese Modelle sind im Einklang mit Präzisionstests und im sogenannten Entkopplungs-Grenzfall, d.h. wenn die zusätzlichen Higgs-Teilchen sehr schwer werden und geeignete Kopplungen haben, nicht vom Standard-Modell zu unterscheiden. Gleichzeitig erlauben sie die konsistente Einführung von zusätzlichen physikalischen Higgs-Teilchen nach denen am LHC gesucht wird. Da die Unterschiede zwischen dem Standardmodell und diesen erweiterten Modellen klein sein können, sind genaue Vorhersagen einschließlich Korrekturen von nächstführender Ordnung nötig. Die Berechnung dieser Korrekturen erfordert eine konsistente Formulierung dieser Theorien in höheren Ordnungen, insbesondere eine Renormierung. Ziel dieses Vorhabens ist es, Erweiterungen des Standardmodells mit zusätzlichen Higgs-Singletts und Dubletts zu untersuchen. Insbesondere sollen Erweiterungen des Standardmodells mit einem zusätzlichen Higgs-Singlett oder Higgs-Dublett ausgearbeitet werden. Dazu sollen zunächst vollständige Renormierungschemata für diese Modelle festgelegt und die Renormierung in nächstführender Ordnung explizit ausgearbeitet werden. Anschließend werden die wichtigen Higgs-Produktions- und Zerfallsprozesse in diesen Modellen einschließlich der starken und elektroschwachen Korrekturen nächstführender Ordnung berechnet. Schließlich sollen diese Ergebnisse in existierende Monte-Carlo-Programme implementiert werden. Diese Programme sollen den experimentellen Kollaborationen zur Analyse der Daten zur Verfügung gestellt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen