Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-4471
Authors: König, Matthias
Title: Effective field theories in the standard model and beyond
Online publication date: 13-Jul-2018
Language: english
Abstract: Two applications of effective field theories are studied. In the first part we discuss exclusive hadronic decays of the electroweak bosons Z, W and the Higgs in the framework of QCD factorization. The factorization formula is derived using Soft-Collinear Effective Theory and then applied to the decays Z → M γ, W → M γ, Z → M W, h → M γ, h → M Z and h → M W, where M is a meson. We derive predictions for the radiative decays at next-to-leading order in QCD and resum large logarithms of the form α_s log(μ_0 /v), where v denotes the electroweak scale and μ_0 is the hadronic scale. We show that power corrections in the expansion parameter are negligible because they are effectively suppressed with at least m_M/v, where m_M is the mass of the final-state meson M. The analysis of the Higgs decays is performed allowing for deviations from the SM couplings of the Higgs to predict the sensitivity of the branching ratios to new-physics effects. Due to a non-trivial interference structure of different decay amplitudes we find a strong sensitivity to new physics in some decay channels. In the second part we study renormalization group effects on neutrino oscillation parameters in type-I seesaw models. Assuming a flavor-anarchic scenario chosen at a high-scale, we estimate the probability of the observed oscillation parameters to be the results of a random drawing. We show how this probability changes when renormalization group effects are carefully taken into account.
Diese Arbeit diskutiert zwei Anwendungen von effektiven Feldtheorien. Im ersten Beispiel werden die exklusiven, hadronischen Zerfälle von Z-, W und Higgs-bosonen unter Verwendung der QCD-Faktorisierung diskutiert. Die Faktorisierungsformel wird zuerst in der Sprache der “Soft-Collinear Effective Theory” hergeleitet und dann verwendet um Vorhersagen für die Zerfälle Z → M γ, W → M γ, Z → M W, h → M γ, h → M Z und h → M W zu erhalten, wobei M für ein Meson steht. Die Zerfallsraten für die radiativen Zerfälle werden auf nächstführender Ordnung in der QCD bestimmt und große Logarithmen der Form α_s log(μ_0 /v) werden zu allen Ordnungen resummiert, wobei v hier die elektroschwache und μ_0 die hadronische Skala bezeichnet. Es wird gezeigt dass Korrekturen von höherer Ordnung im Entwicklungsparameter der effektiven Theorie vernachlässigbar sind, da sie mindestens durch einen Faktor m_M/v unterdrückt sind, wobei m_M die Masse des Mesons bezeichnet. In der Analyse der Higgs-Zerfälle werden Abweichungen der Higgs-Kopplungen vom jeweiligen Wert im Standardmodell zugelassen um die Sensitivität der Zerfälle auf Effekte neuer Physik zu untersuchen. Die nichtriviale Interferenzstruktur der beitragenden Zerfallsamplituden führt in einigen Fällen zu starken Abhängigkeiten der Zerfallsrate von Effekten neuer Physik. Der zweite Teil widmet sich einer Renormierungsgruppenanalyse der Neutrinomassenparameter in verschiedenen Typ 1 Seesaw Modellen. Unter der Annahme dass die Parameter rein zufällig und frei von jeglicher Struktur sind (“Flavor Anarchie”), kann die Wahrscheinlichkeit bestimmt werden dass ein zufällig gewählter Satz von Parametern kompatibel mit den experimentell bestimmten Werten ist. In dieser Arbeit wird diskutiert, wie stabil solche Aussagen unter Berücksichtigung von Renormierungsgruppeneffekten sind.
DDC: 530 Physik
530 Physics
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-4471
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: xi, 180 Seiten
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