Authors:	Wezorke, Stephan
Title:	Matching of electroweak parameters for the parity violating interaction
Online publication date:	15-Jun-2023
Year of first publication:	2023
Language:	english
Abstract:	This thesis investigates the formalism of matching in the electroweak sector of the Standard Model in the minimal modified subtraction scheme. Two different effective models are used to derive an expression of the weak mixing angle below the particle threshold of the W-boson at one-loop order. One model is based on a four-fermion contact interaction, while the other one resembles the electroweak sector of the Standard Model due to the introduction of a pseudo gauge boson Z', whose mass is not generated by the Higgs mechanism. The findings are compared to already published results and shortcomings in the existing literature are pointed out. It is demonstrated that the previously published matching condition of the weak mixing angle for integrating out the W-boson is not based on a well-defined effective theory and needs to be replaced, for example by a formula derived in this thesis. The related concept of running coupling parameters in terms of the renormalization group equation is discussed in addition. The perturbative treatment of the running electromagnetic coupling as can be found in the literature is presented in detail. The overarching goal is the precise determination of the parity violating interaction at zero momentum transfer for which electroweak one-loop corrections are discussed including the role of the weak mixing angle. It can be used to derive the parity violating asymmetry of elastic electron-proton--scattering which is going to be measured in the P2 experiment in Mainz to determine the weak mixing angle. In dieser Arbeit wird der Formalismus des „Matching“ im elektroschwachen Sektor des Standardmodells in MS-bar-Renormierung untersucht. Zwei verschiedene effektive Modelle werden verwendet um einen Ausdruck des schwachen Mischungswinkels unterhalb der Teilchenschwelle des W-Bosons in Einschleifenordnung herzuleiten. Das eine Modell basiert auf einer vier-Fermion-Kontaktwechselwirkung, während das andere dem elektroschwachen Sektor des Standardmodells aufgrund der Einführung eines Pseudo-Eichbosons Z', dessen Masse nicht durch den Higgs-Mechanismus generiert wird, ähnelt. Die Ergebnisse werden mit bereits publizierten Resultaten verglichen und Mängel in der bestehenden Literatur werden benannt. Es wird aufgezeigt, dass die zuvor publizierte „Matching“-Bedingung des schwachen Mischungswinkels für das Ausintegrieren des W-Bosons nicht auf einer wohldefinierten effektiven Theorie basiert und ersetzt werden muss, zum Beispiel durch eine in dieser Arbeit hergeleitete Formel. Das verwandte Konzept der laufenden Kopplung im Rahmen der Renormierungsgruppengleichung wird diskutiert. Die störungstheoretische Behandlung der laufenden elektromagnetischen Kopplung, wie sie in der Literatur zu finden ist, wird im Detail dargelegt. Das übergeordnete Ziel ist die präzise Bestimmung der paritätsverletzenden Wechselwirkung bei verschwindendem Impulsübertrag für welche elektroschwache Einschleifen-Korrekturen inklusive der Rolle des schwachen Mischungswinkels diskutiert werden. Diese kann verwendet werden um die paritätsverletzende Asymmetrie der elastischen Elektron-Proton--Streuung zu berechnen, welche am Mainzer P2 Experiment zur Bestimmung des schwachen Mischungswinkels gemessen werden soll.
DDC:	500 Naturwissenschaften 500 Natural sciences and mathematics 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-9136
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-openscience-47e6b2ce-a8f0-4575-a64c-6d81e730b7ae5
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	203 Seiten ; Illustrationen
Appears in collections:	JGU-Publikationen