- One loop electroweak corrections for single top production at LHC.
Subject
- fisica delle particelle elementari
- FIS/02 FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI
Description
- In this thesis we report and discuss the results for the first complete calcula-
tion of the one-loop electroweak corrections for the two dominant processes of
single Top production at the Large Hadron Collider: the tW-associated pro-
duction and the t-channel process.
We calculate the corrections working both in the Standard Model (SM) and
in the minimal supersymmetric extension of the Standard Model (MSSM, as-
suming a mSUGRA scenario), analysing the effect of the corrections on several
observables and trying to understand whether deviations from the Standard
Model prediction could be observable.
The single Top production is the main source of information about the Top
weak interaction, and a privileged laboratory to understand the symmetry
breaking in the weak sector. Moreover at the hadronic colliders the single Top
processes provide the only known way to measure directly the Vtb element of
the CKM matrix, providing a fundamental test of the Standard Model struc-
ture.
For the tW production process we present the complete calculation of the one-
loop electroweak effect, including the effect of the hard real photon emission;
we combine our results with the available calculation for the QCD and SUSY
QCD corrections, providing a complete one loop description of the process.
Our interest has been concentrated on the particular quantities that we have
defined as partial rates, with special emphasis on the low (400 GeV) final in-
variant mass. In this region with the addition of SUSY QCD one-loop terms,
the genuine SUSY contribution reaches an interesting 10% size.
The analysis of t-channel process is limited to the pure electroweak componet
(adding the soft photon emission only, to cancel the infrared divergences aris-
ing from diagrams with virtual photon).
The electroweak corrections for the t-channel are less sensitive to the presence
of the SUSY particles: this conclusion holds for all the four examined bench-
mark points in themSUGRA scheme. In addition, considering the small contri-
bution of the known SUSY QCD corrections, we conclude that in themSUGRA
scenario it will be probably impossible to detect at the LHC any deviation from
the SM predictions.
In the SMcontext the size of the electroweak correctionswithout the hard emis-
sion seems to be very large, but we expect that the total effect should be con-
siderably reduced adding the hard emission part.
- Nella tesi vengono riportati e discussi i risultati per il calcolo completo delle
correzioni radiative elettrodeboli ad un loop per i due processi dominanti nella
produzioe di quark Top singoli al Large Hadron Collider: la produzione associata
tW e il processo di "canale t".
Le correzioni ad un loop sono calcolate sia nelModello Standard (SM) che nella
sua estensione supersimmetrica minimale (MSSM, assumendo uno scenario di
mSUGRA); si è quindi analizzato l’effetto delle correzioni su varie osservabili
fisiche, tentando di comprendere se siano riscontrabili deviazioni misurabili
dalle predizioni del Modello Standard.
La produzione di quark Top singoli costituisce la principale fonte di informzioni
riguardo le interazioni deboli del Top e per lo studio e la comprensione
della rottura della simmetria elettrodebole. Inoltre ai collider adronici la
produzione di quark Top singoli costituisce l’unico processo che permette una
misura diretta dell’elemento Vtb della matrice CKM, costituendo dunque un
test fondamentale per la struttua del Modello Standard.
Per la produzione associata tW si presenta il calcolo completo dell’effetto elettrodebole
ad un loop, includendo poi l’effetto dell’emissione di fotoni duri; si
combinano dunque i nostri risultati con i risultati (noti in letteratura) per le
correzioni di QCD e QCD supersimmetrica, fornendo una descrizione completa
ad un loop del processo.
Abbiamo concentrato il nostro interesse su paticolari osservabili dette "rate
parziali", con speciale attenzione alla regione di bassemasse invarianti: in data
regione, tenendo conto delle correzioni di QCD supersimmetrica, il contributo
genuinamente supersimmetrico dell’effetto ad un loop raggiunge il 10%, costituendo
una deviazione potenzialmente osservabile.
L’analisi del canale t è limitata alla sola componente elettrodebole (con l’aggiunta
dell’emissione di fotini "soft", in modo da ottenere un risultao IR-finito): le
correzioni ad un loop elettrodeboli per questo processo si sno rivelate meno
sensibili alla presenza di eventuali particelle supersimmetriche; questa conclusione
è comune nei quatro scenari mSUGRA analizzati. Considerando inoltre
che l’effetto della QCD supersimmetrica è piccolo, si può concludere che sarà
verosimilmente impossibile osservare deviazioni dalle predizioni SM.
Nel Modello Standard le correzioni dovute alla parte elettrodebole sembrano
numericamente molto significative, ma ci può aspettare una drastica riduzione
di tale effetto una volta aggiunta l’emissione di fotoni reali "hard".
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