Gittersimulationen und analytische Berechnungen in fünfdimensionalen Eichtheorien, um das Higgsboson als extra-dimensionales Eichfeld zu studieren

• Antragsteller: Professor Dr. Francesco Knechtli
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 73451156

Das Standardmodell der Elementarteilchen hat bis jetzt sehr erfolgreicheVorhersagen gemacht, die durch Beschleunigerexperimente bestaetigt wurden.Der Mechanismus der Massenerzeugung basiert auf der Existenz des Higgsbosons.In Juli 2012 hat CERN die Entdeckung eines neuen bosonischen Teilchensangekuendigt, das mit dem Higgs Teilchen kompatibel ist. Das koennte derletzte noch fehlende Baustein des Standardmodells sein, aber aus derTheorie weiss man, dass es neue Physik jenseits des Standardmodells geben muss.Eine attraktive Erweiterung des Standardmodells basiert auf der Idee der``Gauge-Higgs'' Vereinheitlichung. Das Higgsboson im Standardmodell ist einfundamentales skalares Feld mit einem spezifischen Potential, das ein inputder Theorie ist. Aufgrund von Quanteneffekten bekommt die Masse des HiggsbosonsKorrekturen, die quadratisch vom ultravioletten Abschneideparameter abhaengen.Die ``Gauge-Higgs'' Vereinheitlichung ist ein Modell, wo das Higgsfeld keinfundamentales Skalarfeld ist sondern mit Komponenten eines fuenfdimensionalenEichfeldes identifiziert wird. Man erwartet, dass die fuenfdimensionaleEichsymmetrie die Masse des Higgsbosons gegen die quadratische Abhaengigkeitvom Abschneideparameter schuetzt.Das Ziel des Projektes ist die ``Gauge-Higgs'' Vereinheitlichung auf dem Gittermit Hilfe von Monte Carlo Simulationen und ``mean-field'' Berechnungen zustudieren. Da fuenfdimensionale Eichtheorien trivial sind, brauchen sie einen ultravioletten Abschneideparameter, der vom inversen Gitterabstand in einer eichinvariantenArt gegeben ist. Ein anderer Grund, diese Theorien auf dem Gitter zu betrachten,ist die Moeglichkeit zur Berechnung ihrer nicht-stoerungstheoretischen Eigenschaften.Unsere neusten ``mean-field'' Ergebnisse mit Orbifold-Randbedingungen in derfuenften Dimension bestaetigen, dass spontane Symmetriebrechung (die dynamischeErzeugung der Masse von Eichbosonen) im Einklang mit unseren frueheren MonteCarlo Simulationen stattfindet. Nachdem die Arbeit mit dem Prototypmodell einerSU(2) Eichgruppe abgeschlossen wird, werden wir das phaenomenologisch relevante SU(3) Modell untersuchen. Das Standardmodell Higgsboson koennte von einerfuenfdimensionalen SU(3) Eichtheorie mit Orbifold-Randbedingungen stammen. DieZiele sind die Untersuchung der dimensionalen Reduktion von Eichfeldern durchLokalisierung an den Orbifold-Raendern und der spontanen Symmetriebrechung.Wir werden die Massen des Higgsbosons und der Eichbosonen und ihrer Anregungenberechnen. Das Projekt zielt auf die Validierung der Idee der ``Gauge-Higgs''Vereinheitlichung als Erweiterung des Standardmodells, indem ihre nicht-stoerungstheoretischen Vorhersagen mit den Experimenten verglichen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Griechenland
• Beteiligte Person: Dr. Nikos Irges