Description du projet
Surmonter les obstacles aux prédictions théoriques précises pour les collisions à haute énergie
Les expériences des collisionneurs de particules nous ouvrent une fenêtre sur les lois fondamentales de la nature. L’interprétation des résultats de ces expériences repose sur la comparaison avec les prédictions basées sur le modèle standard de la physique des particules. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet TopJAm prévoit de calculer les amplitudes de diffusion à deux boucles pour la production d’une paire de quarks supérieurs en association avec un jet dans les collisionneurs de hadrons. Les amplitudes ciblées constituent le principal obstacle à l’amélioration de la précision des prévisions pour ce processus. Cela nous permettra de tirer le meilleur parti des mesures effectuées au Grand Collisionneur de hadrons et d’améliorer ainsi notre compréhension de la particule élémentaire connue la plus lourde: le quark supérieur.
Objectif
The Large Hadron Collider (LHC) at CERN allows us to investigate the fundamental laws of nature at unprecedentedly high energy. Our capability to harness this stunning potential relies on our ability to compute theoretical predictions to be compared against the experimental measurements. Keeping the theoretical uncertainties in line with the experimental ones requires computing theoretical predictions at least at the next-to-next-to-leading order (NNLO) in Quantum Chromodynamics (QCD), the quantum field theory which describes the strong interactions. A fundamental ingredient entering the theoretical predictions are the scattering amplitudes, which encode the probability distribution of the scattering processes observed in the experiments.
The project targets the computation of the two-loop amplitudes for the production of a top-quark pair in association with a jet. These amplitudes are the main bottleneck towards obtaining NNLO predictions for this process, which is a high priority of the LHC physics programme. The presence of the top-quark mass in a process involving so many particles represents a substantial step up in complexity with respect to the state of the art. The main difficulty lies in the appearance of classes of special functions whose systematic treatment and efficient evaluation are still open problems. Overcoming this bottleneck will require a close interplay between physics and mathematics. The algebraic complexity of the amplitudes themselves also represents a formidable challenge. I will tackle it by employing cutting-edge techniques based on numerical sampling over finite fields and advanced algorithms of rational reconstruction based on algebraic geometry and physical properties. The success of the project will not only open the door to NNLO predictions for this important process, but will improve significantly our capability of computing high-precision predictions for high-multiplicity processes in general.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
1211 Meyrin
Suisse