Projektbeschreibung
Mehrschleifen-Berechnungen für den Großen Hadronen-Speicherring
Die Ergebnisse der Experimente im Großen Hadronen-Speicherring (auf Englisch „Large Hadron Collider“ (LHC)) haben die Gültigkeit des Standardmodells bis zu beispiellosen Energiebereichen bestätigt. Die Aufrüstung des Großen Hadronen-Speicherrings mit hoher Leuchtkraft wird das Standardmodell noch genauer untersuchen – die Genauigkeit der zentralen Messungen wird voraussichtlich das prozentuale Niveau erreichen, bei dem die Auswirkungen der neuen Physik sichtbar sein könnten. Forschende haben kürzlich geometrische mit exakten numerischen Techniken kombiniert, um weltweit erste Berechnungen der analytischen Form einer Vielzahl von Fünfpunkt-Streuamplituden an zwei Schleifen für phänomenologische Theorien durchzuführen. Im EU-finanzierten Projekt LoopAnsatz werden Forschende diese Techniken auf eine Reihe von Prozessen der Quantenchromodynamik (QCD) anwenden. Es wird erwartet, dass Ergebnisse bei QCD-Korrekturen nächster führender Ordnung die Berechnungen von Partikelstreuungsamplituden durch Forschende verbessern.
Ziel
The Standard Model of Particle Physics is impressively consistent with the experimental measurements at the Large Hadron Collider at CERN, Geneva. In the coming years, with increased experimental statistics, precision will rise even further, allowing a unique opportunity to uncover new physics. A necessary component of this pursuit is a set of theoretical predictions made at the per cent level for a broad range of observables. In the past decade, previously unthinkable availability of precision predictions incorporating the leading quantum corrections has been made possible by technological leaps. Nevertheless, to match the discovery potential of the LHC in the near future, further theory advances will be needed.
In my recent work, I combined geometrical insights with exact numerical techniques, to perform world-first computations of the analytic form of a plethora of five-point, two-loop scattering amplitudes in both phenomenologically relevant and formally interesting theories. In this project, I will apply this technology to a range of QCD processes, culminating in new results with immediate relevance for next-to-next-to-leading order corrections at the LHC and improved fundamental understandings of scattering amplitudes. First, I will systematically apply the approach to the computation of non-planar five-parton amplitudes in QCD. Second, I will calculate the non-planar master integrals relevant for all two-loop five-point processes with one massive leg, for example the production of a Higgs boson with two jets. Then, I will break current complexity thresholds by computing the phenomenologically relevant scattering amplitudes for the production of a W, Z, or Higgs boson, each with two associated jets.
To achieve these lofty goals, I will draw on insights into the mathematical and physical structures underlying scattering amplitudes and employ modern tools such as finite-field arithmetic, analyticity-inspired techniques and computational algebraic geometry.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesphysical sciencestheoretical physicsparticle physicsparticle accelerator
- natural sciencesmathematicspure mathematicsarithmetics
- natural sciencesmathematicspure mathematicsgeometry
- natural sciencesphysical sciencestheoretical physicsparticle physicshiggs bosons
- natural sciencesmathematicspure mathematicsalgebraalgebraic geometry
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
1211 Meyrin
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