Tesis doctoral de Paola Ferrario
El gran colisionador de hadrones (lhc) ha entrado en pleno funcionamiento en el laboratorio europeo para la física de partículas (cern). El lhc proporcionará colisiones de protones contra protones a una energía total de 14 tev, y será por lo tanto el primer acelerador en explorar directamente la escala del multi-tev. Esto permitirá estudiar la estructura de la materia a escalas microscópicas todavía inexploradas, y podría dar lugar al descubrimiento de nuevos fenómenos. Hay buenas razones para esperar que esta región de energías sea particularmente interesante. la producción de chorros de partículas, llamados jets, con alto momento transverso respecto a los haces incidentes es una de las principales signaturas típicas de este tipo de colisionadores, tanto para la señal como para el fondo. Estos jets son producidos por la dispersión de quarks y gluones en las distancias cortas. A las energías alcanzadas hasta la fecha en los aceleradores de partículas como por ejemplo lep o tevatron, la cromodinámica quántica (qcd), la teoría de campos de gauge que describe las interacciones fuertes entre quarks y gluones, se ha revelado como una herramienta de alta precisión para describir este tipo de procesos. El cálculo teórico de las cantidades que se van a medir en el lhc es entonces necesario y en esto se centra mi trabajo de tesis. una primera parte versa sobre el desarrollo y la optimización de las técnicas de cálculo de amplitudes de dispersión multipartónicas en teorías de campos gauge. Recientes desarrollos en teoría de supercuerdas han relanzado la idea de utilizar relaciones de recurrencia para el cálculo de amplitudes de dispersión en teorías de campos gauge como método alternativo al uso de diagramas de feynman. Esto ha dado como resultado la aparición de nuevas reglas de recursión a nivel árbol basadas en el uso de amplitudes mhv (amplitudes con violación máxima de la helicidad). Este tipo de técnicas combinadas con el método de unitariedad permite extender estos resultados al cálculo de amplitudes de dispersión a un-loop, al mismo tiempo que proporciona información útil sobre la estructura en el espacio de twistor de este tipo de amplitudes. Posteriormente, britto, cachazo, feng y witten han propuesto nuevas relaciones de dispersión (bcfw) que satisfacen de forma manifiesta las propiedades infrarrojas de la teoría y que permiten calcular amplitudes de dispersión de manera todavía más eficiente. En mi trabajo aplico estas técnicas en el cálculo de procesos que involucran un número arbitrario de gluones y una pareja de escalar-antiescalar colorada, tanto en presencia como en ausencia de un escalar complejo sin color, que es uno de los campos que constituyen el bosón de higgs. en la segunda parte de mi tesis llevo a cabo un estudio sobre la viabilidad de medir asimetrías de carga y polarización en la producción de pares de quarks top-antitop en lhc. La medida de este tipo de observable podrá permitir confirmar o excluir la presencia de resonancias de nueva física, debido a que es más sensible que la sección eficaz a grandes masas de estas partículas. Hay muchos modelos que predicen la existencia de nuevos bosones que se acoplan de distintas formas con los fermiones, como por ejemplo el axigluón o los gluones de kaluza klein en modelos de dimensiones extra. Mi trabajo trata de determinar la magnitud de estas asimetrías y la precisión estadística con la cual será posible detectarlas, utilizando códigos de generación de eventos monte carlo de distintos tipos.
Datos académicos de la tesis doctoral «Recursive methods in quantum field theory and top quark physics at the lhc«
- Título de la tesis: Recursive methods in quantum field theory and top quark physics at the lhc
- Autor: Paola Ferrario
- Universidad: Universitat de valéncia (estudi general)
- Fecha de lectura de la tesis: 12/07/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Germán Rodrigo García
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Juan Antonio Fuster verdu
- roberto Pittau (vocal)
- fabio Maltoni (vocal)
- jeannine Wagner-kuhr (vocal)