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An Effective Field Theory for Non-Global Observables at Hadron Colliders

Description du projet

Une théorie complète des observables non globales aux collisionneurs de hadrons

Le grand collisionneur de hadrons (LHC pour «Large Hadron Collider») du CERN a permis des percées significatives dans différents domaines, aboutissant à des découvertes essentielles et élargissant considérablement notre compréhension de la physique théorique et du monde qui nous entoure. La découverte récente de signaux indiquant une nouvelle physique a accru l’intérêt pour les données du LHC; toutefois, notre capacité à les découvrir est limitée en raison des incertitudes théoriques actuelles. Le projet EFT4jets, financé par le CER, nous aidera à mieux comprendre les processus de jet et de créer une théorie complète des observables non globales dans les collisionneurs de hadrons. Il développera une compréhension rigoureuse de la théorie des champs des contributions principales paramétriques aux taux de jet provenant des logarithmes superlatifs et non globaux, et parviendra à une compréhension quantitative de la violation de la factorisation qui pourrait entraver les calculs théoriques des processus de jet.

Objectif

In light of intriguing hints for the existence of heavy new particles from low-energy measurements of the anomalous magnetic moment of the muon and rare leptonic decays of B mesons, which strategy should one take to fully exploit the discovery potential of the CERN Large Hadron Collider (LHC), the most powerful high-energy particle collider on Earth? Signals of new physics might be hiding in the LHC data, but we are limited in our ability to discover them due to present theoretical uncertainties. Jet processes at the LHC are the most interesting observables probing the underlying short-distance dynamics. New and powerful methods are required to obtain full control over the subtle quantum corrections affecting these processes, both in the Standard Model and in extensions featuring new particles. In the EFT4jets proposal, I focus on two of the most daunting challenges faced in theoretical collider physics: a rigorous field-theoretic understanding of the parametrically leading contributions to jet rates from so-called super-leading and non-global logarithms, and a quantitative understanding of the phenomenon of factorization violation, which threatens to jeopardize theoretical calculations of jet processes. EFT4jets aims at the development of a complete theory of non-global observables at hadron colliders, which are insensitive to radiation in certain regions of phase space. This will for the first time provide a rigorous theoretical control over all logarithmically enhanced corrections to jet cross sections, give a generalized notion of factorization and enable more accurate calculations than ever before, thus boosting the LHC discovery potential for new phenomena. Detailed predictions will be obtained for important benchmark processes, including the production of Higgs, W or Z bosons in association with jets, the di-jet production process pp→2 jets, and the mono-jet production process pp→ jet + missing E_T, which is a key signature in the search for dark matter.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

JOHANNES GUTENBERG-UNIVERSITAT MAINZ
Contribution nette de l'UE
€ 2 475 000,00
Adresse
SAARSTRASSE 21
55122 Mainz
Allemagne
Région
Rheinland-Pfalz Rheinhessen-Pfalz Mainz, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 475 000,00

Bénéficiaires (1)