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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10077/2708

Title: One loop electroweak corrections for single top production at LHC.
Authors: Macorini, Guido
Supervisor/Tutor: Verzegnassi, Claudio
Issue Date: 21-Apr-2008
Publisher: Università degli studi di Trieste
Abstract: 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".
PhD cycle: XX Ciclo
PhD programme: FISICA
Description: 2006/2007
Keywords: fisica delle particelle elementari
top quark
LHC
supersimmetria
correzioni elettrodeboli
Main language of document: en
Type: Tesi di dottorato
Doctoral Thesis
Scientific-educational field: FIS/02 FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI
NBN: urn:nbn:it:units-7333
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