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Electroweak Sudakov logarithms in e⁺e⁻ -> t t̅ at next-to-leading order - [Electroweak Sudakov Logarithms in $e^{+} e^{-} \rightarrow t \bar{t}$ at Next-to-Leading Order]
Daniel Lechner
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
André H. Hoang
DOI
10.25365/thesis.48763
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-18519.89868.928162-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit werden die elektroschwachen Strahlungskorrekturen für den Prozess $e^+ e^- \rightarrow t \bar{t}$ bis zur next-to-leading order (NLO) in der elektroschwachen Kopplungskonstanten $\alpha$ studiert. Der Fokus liegt auf schwachen Korrekturen, reine QED-Beiträge werden nicht untersucht. Die Rechnung wird in der Kontinuumsregion über der Topquark-Paarproduktionsschwelle $s= 4m_t^2$ durchgeführt, wobei $\sqrt{s}$ die partonische Schwerpunktsenergie darstellt. Abgesehen davon, dass von Bottomquark abwärts alle Fermionen als masselos behandelt werden, werden in dieser Arbeit keine weiteren vereinfachenden Annahmen, wie entartete Massen der schwachen Bosonen etc., getroffen. Die Ergebnisse werden analytisch (in renormierbarer $R_\xi$-Eichung) auf dem Level des S-Matrixelementes berechnet, was aussagekräftige unabhängige Überprüfungen auf Korrektheit einiger Zwischenergebnisse ermöglicht. Da die Rechnungen relativ umfangreich sind, wird intensiv auf Computer-basierte Assistenz in Form einiger \verb|Mathematica|-Packages zurückgegriffen. Nichtsdestotrotz werden im Laufe dieser Arbeit
Abstract
(Englisch)
In this work the electroweak radiative corrections to the process $e^+ e^- \rightarrow t \bar{t}$ up to next-to-leading order (NLO) in the electroweak coupling $\alpha$ are studied. This thesis focuses on the weak corrections, pure QED contributions are not treated. The calculation is done in the continuum region above the top quark pair-production threshold $s = 4m_t^2$, where $\sqrt{s}$ is the partonic center-of-mass energy. Apart from treating the fermions from bottom quark downwards as massless, no simplifying assumptions, like degenerate weak boson masses etc., are made in this thesis. The results are computed analytically (in renormalizable $R_\xi$-gauge) at the level of the S-matrix element, allowing for strong self-contained checks of various intermediate results. Due to the calculations being relatively involved, computer-based assistance in terms of various \verb|Mathematica|-packages is used heavily. Nevertheless, technical points like renormalization and systematic treatment of Feynman integrals are explicitly covered in detail as well throughout this work. The UV- and gauge-cancellations necessary for obtaining scale- and gauge-independent predictions are discussed. This leads to the natural formation of ``building blocks" within the full computation. After completion of the continuum calculation, the results are expanded in the high-energy limit $\sqrt{s} \gg m_t \sim \Lambda_\text{EW}$, where $\Lambda_\text{EW} \sim 10^2$ GeV is the electroweak scale. Special emphasis is put on the extraction of the high-energy logarithms of the theory (\textit{Sudakov logarithms}), which are of the form $\ln^k (\Lambda_\text{EW}^2/s)$, with $k = 1,2$. Power-suppressed terms $\mathcal{O}(\Lambda_\text{EW}^2/s)$ are neglected. In the last chapter the analytic results (both in the continuum and the high-energy limit) of the S-matrix elements are finally turned into cross-sections and studied numerically.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Physics Particle Physics Electroweak Theory Perturbation Theory Top Quark Pair Production Renormalization Quantum Field Theory Gauge Theory
Schlagwörter
(Deutsch)
Physik Teilchenphysik Elektroschwache Theorie Störungstheorie Topquark Paarproduktion Renormierung Quantenfeldtheorie Eichtheorie
Autor*innen
Daniel Lechner
Haupttitel (Englisch)
Electroweak Sudakov logarithms in e⁺e⁻ -> t t̅ at next-to-leading order - [Electroweak Sudakov Logarithms in $e^{+} e^{-} \rightarrow t \bar{t}$ at Next-to-Leading Order]
Paralleltitel (Deutsch)
Elektroschwache Sudakov-Logarithmen in $e^{+} e^{-} \rightarrow t \bar{t}$ auf Next-to-Leading Order
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
211 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
André H. Hoang
Klassifikationen
33 Physik > 33.10 Theoretische Physik: Allgemeines ,
33 Physik > 33.19 Theoretische Physik: Sonstiges ,
33 Physik > 33.24 Quantenfeldtheorie ,
33 Physik > 33.50 Physik der Elementarteilchen und Felder: Allgemeines ,
33 Physik > 33.52 Feldtheorien ,
33 Physik > 33.56 Elementarteilchenphysik ,
33 Physik > 33.59 Physik der Elementarteilchen und Felder: Sonstiges
AC Nummer
AC15084275
Utheses ID
43094
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |