Implicit Regularization in a QCD decay of the Higgs boson

Bibliographic Details
Main Author: Pereira, Ana Isabel Costa
Publication Date: 2021
Format: Master thesis
Language: eng
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: https://hdl.handle.net/10316/98040
Summary: Dissertação de Mestrado em Física apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
id RCAP_1961a1929718ebb974bd26a236e1ccef
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/98040
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository_id_str https://opendoar.ac.uk/repository/7160
spelling Implicit Regularization in a QCD decay of the Higgs bosonRegularização implícita num decaimento CDQ do bosão de HiggsRegularização implícitaspinor-helicidadeteorias efectivas de campodivergências infravermelhasRenormalizaçãoImplicit regularizationnfrared divergencesspinor-helicityeffective field theoriesInfrared divergencesrenormalizationDissertação de Mestrado em Física apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaO regime perturbativo de Cromodinâmica Quântica envolve o aparecimento de divergências nas amplitudes de um processo. No entanto, as observáveis físicas devem ser finitas e, portanto, todas as divergências que surgem devem ser canceladas. De acordo com o teorema KLN, as divergências infravermelhas que aparecem numa taxa de decaimento ou secção eficaz em QCD devem cancelar-se ao juntar as contribuições das partes virtual e real que contribuem para a mesma ordem em teoria de perturbações. Neste trabalho, o objetivo principal é calcular a taxa de decaimento do bosão de Higgs em gluões modelado por um Lagrangiano efetivo no limite da massa do quark top infinita, e verificar o cancelamento das divergências. Para tal, derivamos as regras de Feynman do Lagrangiano efetivo para descrever a interação entre os gluões e o bosão de Higgs e estas são usadas para construir as amplitudes dos diagramas virtuais e reais do processo. Em seguida, usamos a IReg, que é um esquema de regularização não dimensional que trabalha na dimensão física da teoria e permite a separação das divergências de ultravioleta e infravermelhas de uma amplitude. Os integrais divergentes de ultravioleta são escritos como integrais divergentes básicos e os integrais finitos são avaliados usando o software Mathematica. Em seguida, usamos esses integrais para calcular a taxa de decaimento virtual do processo como uma correção à taxa de decaimento a nível árvore. Introduzimos o formalismo de spin-helicidade para calcular a amplitude real. Em seguida, estudamos o cálculo explícito do espaço fase do decaimento real e integramos a amplitude real ao longo das variáveis de integração do espaço fase para obter o decaimento real. Por fim, somamos as contribuições das taxas de decaimento virtual e real para obter o resultado final, que reproduz resultados conhecidos da literatura.Perturbative Quantum Chromodynamics involves the appearance of divergences in the amplitudes of a process. However, physical observables must befinite and therefore, all the divergences that emerge must be cancelled. The KLN theorem states that the infrared divergences that appear in a QCD decay rate or cross section must cancel when putting together the contributions from the virtual and real parts that contribute at the same order in perturbation theory. In this work, the main goal is to calculate the decay rate of the QCD decay of the Higgs boson into gluons modeled by an effective Lagrangian in the limit of infinite top quark mass and verify the KLN theorem, using the Implicit Regularization (IReg) as opposed to Dimensional Regularization. We derive the Feynman rules of the effective Lagrangian to describe the interaction between gluons and the Higgs boson and use them to construct the amplitudes of the process’ virtual and real diagrams.We then use IReg, which is a non-dimensional regularization scheme that works in the physical dimension of the theory and allows for the separation of the ultraviolet and infrared divergences of an amplitude. The ultraviolet divergent integrals are written as basic divergent integrals and the finite integrals are evaluated using the software Mathematica. We then use these integrals to compute the virtual decay rate of the process as a correction to the tree-level decay rate. We introduce the spin-helicity formalism to compute the real amplitude. We then study the explicit computation of the phase space of the real decay and integrate the squared real amplitude over the phase space to obtain the real decay. At last, we add the contributions from both virtual and real decay rates to obtain the final result which is finite as expected, reproducing known results in the literature.Outro - CERN/FIS-PAR/0040/20192021-12-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://hdl.handle.net/10316/98040https://hdl.handle.net/10316/98040TID:202922456engPereira, Ana Isabel Costainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2022-05-25T04:19:05Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/98040Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T05:46:53.257859Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
dc.title.none.fl_str_mv Implicit Regularization in a QCD decay of the Higgs boson
Regularização implícita num decaimento CDQ do bosão de Higgs
title Implicit Regularization in a QCD decay of the Higgs boson
spellingShingle Implicit Regularization in a QCD decay of the Higgs boson
Pereira, Ana Isabel Costa
Regularização implícita
spinor-helicidade
teorias efectivas de campo
divergências infravermelhas
Renormalização
Implicit regularizationnfrared divergences
spinor-helicity
effective field theories
Infrared divergences
renormalization
title_short Implicit Regularization in a QCD decay of the Higgs boson
title_full Implicit Regularization in a QCD decay of the Higgs boson
title_fullStr Implicit Regularization in a QCD decay of the Higgs boson
title_full_unstemmed Implicit Regularization in a QCD decay of the Higgs boson
title_sort Implicit Regularization in a QCD decay of the Higgs boson
author Pereira, Ana Isabel Costa
author_facet Pereira, Ana Isabel Costa
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Pereira, Ana Isabel Costa
dc.subject.por.fl_str_mv Regularização implícita
spinor-helicidade
teorias efectivas de campo
divergências infravermelhas
Renormalização
Implicit regularizationnfrared divergences
spinor-helicity
effective field theories
Infrared divergences
renormalization
topic Regularização implícita
spinor-helicidade
teorias efectivas de campo
divergências infravermelhas
Renormalização
Implicit regularizationnfrared divergences
spinor-helicity
effective field theories
Infrared divergences
renormalization
description Dissertação de Mestrado em Física apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-12-14
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/10316/98040
https://hdl.handle.net/10316/98040
TID:202922456
url https://hdl.handle.net/10316/98040
identifier_str_mv TID:202922456
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron:RCAAP
instname_str FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
collection Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository.name.fl_str_mv Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
repository.mail.fl_str_mv info@rcaap.pt
_version_ 1833602469606719488

Similar Items