Entwicklung von Methoden zur Berechnung von Vielteilchenamplituden auf dem Einschleifenniveau und deren Anwendung

• Antragsteller: Professor Dr. Reinhold Rückl, seit 8/2005
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5436741

In dieser Dekade werden in Beschleunigerexperimenten bisher im Labor unerreichte Energieskalen erforscht. Es zeigt sich, dass für eine präzise Analyse von experimentellen Daten, in theoretischen Quanteneffekte in Form von Schleifenkorrekturen berücksichtigt werden müssen. Die Methoden, die man für die Berechnung von solchen Schleifenkorrekturen entwickelt hat, sind hinreichend, um Streuamplituden für eine einfache 2 = 2 Kinematik auszurechnen. Bereits für 2 = 3 Prozesse behindert die kombinatorische Komplexität des Feynmandiagrammatischen Zugangs eine effiziente Berechnung der Amplituden. Nur wenige prominente Beispiele von solchen 5-Punktamplituden in der Quantenchromodynamik und dem elektroschwachen Sektor sind bisher bekannt; Ergebnisse auf dem Einschleifenniveau für sogenannte Hexagonamplituden, d. h. 6-Punktamplituden, fehlen ganz. In unserem Forschungsprojekt sollen effiziente Methoden entwickelt werden, die die Berechnung von 2 = N Amplituden auf dem Einschleifennniveau erlauben. Vorläufig ist in erster Linie der Fall N _ 4 von Interesse. Diese Methoden sollen dazu benutzt werden die einschleifenkorrekturen zu dem phänomenologisch relevanten Prozess PP = tt + Jet zu berechnen. Weiter soll die 6-Photonamplitude der masselosen QED als Prototyp einer Einschleifenhexagonamplitude berechnet werden. Die Ergebnisse sollen Grundlage für weitere Berechnungen sein, die zu präzisen phänomenlogischen Studien für Vielteilchenprozesse an laufenden (Tevatron, Hera) und zukünftigen (LHC, TESLA) Beschleunigerexperimenten führen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Thomas Binoth, bis 8/2005