Obliczenia wieloczłonowe dla LHC
Pomimo sukcesu modelu standardowego fizyki cząstek elementarnych, panuje powszechne przekonanie, że teoria ta, dotycząca oddziaływań między podstawowymi elementami budulcowymi materii, nie może odnosić się do wszystkich energii. W ramach doświadczeń prowadzonych w LHC badana jest skala teraelektronowoltowa, w której oczekuje się pojawienia się fizyki wykraczającej poza model standardowy. W pomiarach tych wiele interesujących sygnatur obejmuje więcej niż dwie cząstki w ostatecznym stanie reakcji rozproszenia. Jednak precyzyjne prognozy teoretyczne dotyczące tego rodzaju procesów wieloczłonowych nie są zadaniem łatwym. Badacze wspierani ze środków UE zastosowali nowe metody, aby otrzymać prognozy dotyczące procesów z udziałem bozonów wektorowych i kwarków prawdziwych. W ramach projektu MULTI-LEG@LHC (Multi-leg precision calculations and advanced phenomenology in the LHC era) uczeni skoncentrowali się na ważnych procesach drugoplanowych w produkcji bozonu Higgsa przy użyciu strumienia, a także na poszukiwaniach nowej fizyki w LHC. Badacze przeprowadzili obliczenia zarówno wirtualnych, jak i rzeczywistych poprawek tych procesów, które stworzyły podstawę uzyskania prognoz NLO. Ponadto wyprowadzono przybliżone wyniki z użyciem wyższych rzędów rachunku zaburzeń (NNLO) kwantowej chromodynamiki (QCD) do produkcji czteroleptonowych stanów końcowych. Uzyskane ekspresje analityczne wygenerowano dzięki wysoce zautomatyzowanym programom standardowym, które rozszerzają istniejące programy symulacji metodą Monte Carlo i łączą je z bibliotekami oprogramowania w celu szacowania prognoz NNLO. Można je wykorzystać w obliczeniach różnicowych przekrojów poprzecznych wzbudzających zainteresowanie fenomenologiczne. Wyniki projektu MULTI-LEG@LHC wskazują, że poprawki QCD są dość znaczne i powinny zostać uwzględnione w badaniach eksperymentalnych dotyczących LHC. Jedynie wówczas naukowcy będą zdolni zweryfikować różne modele, które skonstruowano poza modelem standardowym.
Słowa kluczowe
Obliczenia wieloczłonowe, Wielki Zderzacz Hadronów, rzędy rachunku zaburzeń następne do wiodącego, model standardowy, fizyka
