Automatisierung von elektroschwachen NLO Korrekturen für Physik jenseits des Standardmodells

• Antragsteller: Professor Dr. Ansgar Denner
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265915222

Mit der Entdeckung des Higgs-Bosons am LHC wurden alle Teilchen des Standardmodells experimentell nachgewiesen. Andererseits gibt es bisher keine überzeugende experimentelle Evidenz für Physik jenseits des Standardmodells. Neben der direkte Suche am LHC sind Präzisionsexperimente für Standardprozesse ein Schlüssel für die mögliche Entdeckung von Neuer Physik. Dafür sind genaue theoretische Vorhersagen nötig, die störungstheoretische Korrekturen der starken und elektroschwachen Wechelwirkung einbeziehen. Da diese Korrekturen für viele Prozesse in verschiedenen Theorien benötigt werden, sind automatisierte Werkzeuge zu ihrer Berechung wünschenswert. Solche Werkzeuge existieren für die Korrekturen der starken Wechselwirkung aber noch nicht für die der elektroschwachen Wechselwirkung.Das zentrale Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Software für die automatisierte Berechnung von störungstheoretischen Korrekturen in allgemeinen relativistischen Quantenfeldtheorien wie dem Standardmodell oder Erweiterungen davon. Der Input soll im wesentlichen aus der zugrundeliegende Theorie, in Form von Feynmanregeln oder äquivalent dazu der Lagrangedichte, sowie den äußeren Teilchen des Streu- oder Zerfallsprozesses bestehen. Das Werkzeug liefert dann die zugehörigen Amplituden in führender (Baumgraphen-) und nächstführender (Einschleifen-)Ordnung der Störungstheorie, die direkt für die Berechnung physikalischer Observablen zum Beispiel in Monte-Carlo-Generatoren benutzt werden können. Dabei sollen automatisch alle relevanten Beiträge, wie Schleifendiagramme, Counterterme und rationale Terme, berücksichtigt werden. Weiterhin soll die Berechnung von Korrekturen in der Pol-Näherung möglich sein, in der nur die führenden Terme in einer Entwicklung um Resonanzen mitgenommen werden. Dies erlaubt die Gewinnung von präzisen Vorhersagen für komplizierte Prozesse, für die vollständige Rechnungen derzeit nicht möglich sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen