TopFlav – Top-Flavor-Kopplungen am FCC-ee
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Gegenwärtige collider-basierten Experimente in der Teilchenphysik zielen auf die Entdeckung von physikalischen Phänomenen jenseits des Standardmodells (SM) der Teilchenphysik ab, und zwar auf zwei Arten: Entweder wird direkt nach neuen Teilchen gesucht, oder aber es werden Präzisionsmessungen mit theoretischen Vorhersagen verglichen. Bei letzterem Ansatz werden spezielle Modelle getestet, wie z. B. solche, die Supersymmetrie, exotische Teilchen oder neue Kräfte beinhalten. Alternativ dazu können mögliche Auswirkungen auf experimentell zugängliche Observablen mit Hilfe einer (meist) modellunabhängigen effektiven Feldtheorie (EFT) parametrisiert werden. Abgesehen von Spannungen im Flavor-Sektor hat man bis heute keine Hinweise auf eine Physik jenseits des SM gefunden. Derzeit wird eine neue Generation von Experimenten in Betracht gezogen, wobei deren Schwerpunkt auf Präzisionsmessungen mit Elektronen und Positronen liegt. Ziel des vorliegenden Projekts ist es, die Präzision eines solchen Experiments, des FCC-ee, für den Flavour-Sektor der dritten Generation anhand von Messungen an Top-Quarks abzuschätzen. Das Projekt wurde in drei verschiedene Studien unterteilt. Im ersten Teilprojekt wurde die Empfindlichkeit einer Auswahl von Top-Quark-Observablen in Bezug auf EFT-Operatoren abgeschätzt, und für die vielversprechendsten Observablen wurde die erwartete Genauigkeit dieser Observablen mit einem FCC-ee-Setup geschätzt. Im zweiten Teilprojekt wurden diese Vorhersagen genutzt, um einen globaler Fit unter der Annahme einer virtuellen Messreihe vorzunehmen und so Erkenntnisse über das Potenzial des FCC-ee zur Einschränkung einzelner EFT-Operatoren zu gewinnen. Im dritten Teilprojekt wurde eine Methode zur Messung von zwei elektroschwachen Präzisionsobservablen mit Bottom-Quarks vorgeschlagen, welche zu einer signifikant besseren Präzision als in Vorgängerexperimente führen kann, und es wurde ein vollständiges Unsicherheitsbudget für einen realistischen FCC-ee-Aufbau aufgestellt. Die Ergebnisse wurden als Input für die FCC Feasibility Study vorbereitet, welche 2025 abgeschlossen werden soll.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Electroweak heavy flavour precision observables: connecting open dots with the FCC-ee, doctoral thesis, TU Dortmund University/University of Clermont-Auvergne, August 2024
L. Röhrig
