Massive corrections in scattering amplitudes at higher orders for LHC phenomenology

• Autores: Federico Coro
• Directores de la Tesis: Leandro Cieri (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Vittorio Del Duca (presid.), Germán Rodrigo García (secret.), Ana Rosario Cueto Gómez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física por la Universitat de València (Estudi General)
• Materias:
  • Física
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen

  • En esta tesis doctoral discutimos, en el marco del Modelo Estándar de la física de partículas, las amplitudes de dispersión relevantes para la fenomenología en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Las amplitudes de dispersión son un elemento esencial para la comparación de las predicciones teóricas con los datos experimentales. Las amplitudes se calculan mediante una expansión perturbativa de los acoplamientos que definen la naturaleza de la interacción. La precisión alcanzada con las nuevas ejecuciones del LHC permite la medición de observables físicos en el umbral de $\mathcal{O}(%)$. Para obtener una comparación teórica, es por lo tanto necesario calcular correcciones de orden superior en la expansión perturbativa. Esto es importante por dos razones: verificar los parámetros del Modelo Estándar y buscar desviaciones entre las predicciones teóricas y los datos experimentales en la búsqueda de nueva física.Los métodos descritos se utilizan para calcular correcciones masivas en diferentes procesos relevantes para el LHC. El primer proceso estudiado es la producción de dos fotones en el canal de aniquilación de quarks $q \overline{q} \to \gamma \gamma$ en cromodinámica cuántica (QCD) perturbativa. Este trabajo llevó posteriormente a un estudio fenomenológico de la producción de dos fotones, incluyendo por primera vez las correcciones masivas, dadas por el quark top, hasta el siguiente orden al siguiente al líder (NNLO) en QCD. De esta manera, el trabajo incluye un cálculo completo de la amplitud, desde la construcción de los factores de forma hasta su uso fenomenológico. Para la primera parte, se construye la base canónica de los integrales maestros (MIs), excepto en algunos casos de topología no planar para los que se realiza un estudio de cortes máximos. Además, se incluye la contribución de correcciones de emisión real para realizar un estudio completo con todas las correcciones masivas hasta NNLO.Las correcciones masivas para la producción de dos fotones se han estudiado a nivel de dos bucles, también en el canal de fusión de gluones $g g \to \gamma \gamma$. En este caso, se realiza un análisis detallado de la geometría asociada con los integrales. De esta manera, se logra una forma factorizada en $\epsilon$ para el sistema de ecuaciones diferenciales que satisfacen los MIs. Los MIs se expresan en términos de integrales iteradas, revelando así las significativas simplificaciones que esto aporta tanto a nivel de amplitud como para los mismos integrales.