Power counting in the standard model effective field theory

Müller-Salditt, Christoph (2023): Power counting in the standard model effective field theory: with applications to gg → tt and h → gg. Dissertation, LMU München: Fakultät für Physik

Abstract

A consistent power-counting prescription for the Standard Model Effective Field Theory requires more than the canonical dimension of operators, as they contain no informa tion about the perturbative expansion of the underlying Quantum Field Theory at highenergies. Although this has been noted in the literature for many years, a consistent quantitative approach remains to be completed. In this work, we present a solution for operators of canonical dimension six based on the notion of chiral dimensions. Our results are illustrated by explicit analytic calculations for two major examples at hadron colliders. These are the fusion of two gluons associated with the production of a top-quark pair, and the decay of a Higgs boson into two gluons or photons. We provide numerical studies for both processes to estimate hypothetical deviations from the Standard Model.

Abstract

Eine konsistente Vorschrift zum Ordnen der Operatorstrukturen in der Standard Model Effective Field Theory (Standardmodell der Teilchenphysik als Effektive Feldtheorie) erfordert mehr als die kanonische Dimension der Operatoren, da diese keine Informationen über die perturbative Expansion der zugrunde liegenden Quantenfeldtheorie bei hohen Energien enthalten. Obwohl dies in der Literatur seit vielen Jahren bekannt ist, steht hierzu ein konsistenter quantitativer Ansatz noch aus. In dieser Arbeit präsentieren wir eine Lösung für Operatoren der kanonischen Dimension sechs, die auf dem Konzept der chiralen Dimension basiert. Unsere Ergebnisse werden durch explizite analytische Berechnungen für zwei wichtige Beispiele an Hadronenbeschleunigern veranschaulicht, nämlich die Fusion von zwei Gluonen, die mit der Produktion eines Top-Quark-Paares einhergeht, und den Zerfall eines Higgs-Bosons in zwei Gluonen oder Photonen. Wir präsentieren kurze numerische Studien für beide Prozesse, um hypothetische Abweichungen vom Standardmodell abzuschätzen.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: EFT, Beyond-the-SM, Higgs
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
• Fakultäten: Fakultät für Physik
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 28. Juli 2023
• 1. Bericht­erstatter:in: Buchalla, Gerhard