Authors:	Hörner, Clara
Title:	Analyses of production and decay processes of the Higgs boson and of a new scalar in a warped extra dimension
Online publication date:	4-Jun-2018
Year of first publication:	2018
Language:	english
Abstract:	The thesis investigates the interactions of the Higgs boson and of a new scalar in a framework "beyond the Standard Model of particle physics", in which the Standard Model is embedded in a Planck-sized region of a five-dimensional anti-de Sitter space: the Randall-Sundrum model. A strong warping of all physical scales along the fifth dimension solves i.a. the gauge hierarchy problem. Mostly, a scenario of the Randall-Sundrum model is considered, in which all the particle fields including the Higgs field can extend into the five-dimensional space. It is proven that the predictions for Higgs processes lie significantly closer to the Standard Model's predictions, compared to realizations of the Randall-Sundrum model where the Higgs field is localized on a four-dimensional subspace at the end of the fifth dimension. Numerical evaluations of the various Higgs production and decay rates at the LHC are performed in dependence of the parameter space of the model and in comparison with experimental results from ATLAS and CMS. Furthermore, the implementation of a new, extra scalar field is elaborated in the Randall-Sundrum framework, by what the temporarily reported di-photon anomaly, seen as an excess of photon pairs in first 13 TeV data of the LHC, could conveniently be explained. Die Arbeit untersucht die Wechselwirkungen des Higgs-Bosons sowie eines neuen Skalars im Randall-Sundrum-Modell, in welchem das Standardmodell der Elementarteilchenphysik in einer fünfdimensionalen Anti-de-Sitter-Raumzeit der Größe der Planck-Skala eingebettet ist. Eine starke Raumkrümmung entlang der fünften Dimension kann u.a. eine Erklärung für das Eichhierarchieproblem geben. Vorrangig wird in dieser Arbeit ein Szenario des Randall-Sundrum-Modells betrachtet, in dem alle Teilchenfelder sowie das Higgsfeld sich in den vollen fünfdimensionalen Raum ausbreiten. Die damit gewonnenen Vorhersagen für Higgs-Prozesse liegen deutlich näher an denen des Standardmodells im Vergleich zu Szenarien mit einer Higgslokalisierung auf einem Unterraum am Rand der fünften Dimension. Higgsproduktions- und Higgszerfallsraten werden numerisch in Abhängigkeit vom Parameterraum des Randall-Sundrum-Modells ausgewertet, und mit experimentellen Resultaten von ATLAS und CMS verglichen. Im zweiten Teil der Arbeit werden Produktions- und Zerfallsprozesse eines zusätzlichen skalaren Feldes im Rahmen des Randall-Sundrum-Modells untersucht. Diese boten geeignete Erklärungen für die Anomalie von Photonenpaaren, die zunächst mit den ersten 13 TeV-Daten des LHC's gemessen wurde.
DDC:	530 Physik 530 Physics
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-4431
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000020208
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	226 Seiten
Appears in collections:	JGU-Publikationen