EFTools — Automatisierte Werkzeuge für Effektive Feldtheorien mit FeynRules

• Antragsteller: Professor Dr. Claude Duhr
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 499573813

Mit der Entdeckung des Higgs Bosons und dem Ausbleiben von Signalen resonanter neuer Physik am LHC ist die Teilchenphysik in eine neue Ära eingetreten. Vor diesem Hintergrund werden neue Physikeffekte am Besten durch Methoden der Effektiven Feldtheorien (EFT) untersucht, in denen das Standard Modell (SM) der Teilchenphysik ergänzt wird durch effektive Operatoren, welche unterdrückt werden durch die Skala der neuen Physik. Der Run III des LHC wird diese effektiven Operatoren einschränken, und somit eventuelle Hinweise für neue Physik an der TeV Skala finden, oder aber ausschliessen. Es ist deshalb wichtig und zeitgerecht neue und effiziente Theoriewerkzeuge zur Untersuchung von EFTs zu entwickeln.Das EFTools Project wird eine Reihe neuartiger Algorithmen und Computercodes entwickeln, welche die Arbeitsweise von Teilchentheoretikern und Phänomenologen verändern werden. Der Startpunkt ist das öffentliche Computerpaket FeynRules, welches eines der Hauptwerkzeuge ist zum Umsetzen von theoretischen Ideen in Vorhersagen für Beschleunigerexperimente. Die Anwendung von FeynRules im Kontext von EFTs ist jedoch noch sehr beschränkt. Das Hauptziel des Projekts ist es deshalb FeynRules auf das nächste Level zu heben. In einem ersten Schritt wird das Projekt neue Werkzeuge zum Rechnen mit EFTs entwicklen, wie z.B. die automatisierte Zerlegung eine Operators in eine Basis. In einem zweiten Schritt werden neue Bestandteile entwickelt, welche benötigt werden für präzise Vorhersagen für Beschleunigerexperimente, welche Effekte von virtuellen Quanten mit einschliessen. Im Speziellen wird das Projekt eine neue Herangehensweise untersuchen zur Berechnung von sogenannten R2-Termen in EFTs und im SM, und es wird zum ersten Mal die Zweischleifenrechnung für die sogenannte anomale Dimension für Dimension-6 Operatoren durchführen. Das Hauptziel des Projekts besteht darin eine neue Version von FeynRules zu veröffentlichen, welche über den aktuellen Stand der Forschung hinausgeht und bereit ist mit den Herausforderungen von Präzisionsrechnungen für Beschleunigerexperimente umzugehen, im SM und darüber hinaus.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Belgien, Frankreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Celine Degrande; Professor Dr. Benjamin Fuks; Professor Dr. Fabio Maltoni