Rozpad Higgsova bosonu na dva fotony: přesné předpovědi standardního modelu

• Název práce v češtině: Rozpad Higgsova bosonu na dva fotony: přesné předpovědi standardního modelu
• Název v anglickém jazyce: Two-photon decay of the Higgs boson: precise predictions of the standard model
• Akademický rok vypsání: 2005/2006
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Ústav teoretické fyziky (32-UTF)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Jiří Hořejší, DrSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 18.11.2005
• Datum zadání: 18.11.2005
• Datum a čas obhajoby: 10.09.2007 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 10.09.2007
• Datum proběhlé obhajoby: 10.09.2007
• Oponenti: RNDr. Jiří Novotný, CSc.

Zásady pro vypracování

Diplomant by se měl nejprve důkladně seznámit se současným standardním modelem fyziky elementárních částic (jak s teorií elektroslabých interakcí, tak s kvantovou chromodynamikou) a zvládnout základní techniky výpočtu Feynmanových diagramů v běžných modelech kvantové teorie pole na stromové a jednosmyčkové úrovni. Ve specializované části práce by pak měl provést podrobný přehled o existujících přesných výpočtech korekcí k procesu rozpadu Higgsova skalárního bosonu na dva fotony a na dostatečné úrovni samostatně zvládnout základní techniky výpočtu některých typických příspěvků, jako jsou např. vedoucí dvojnásobné logaritmy (a jejich resumace) pocházející z kvantové chromodynamiky a rovněž některé důležité korekce od elektroslabého sektoru standardního modelu.
Pozn.: Práce bude mít kromě svého vedoucího také dalšího odborného konzultanta, kterým by měl být RNDr. Karol Kampf, Ph.D. (Ústav částicové a jaderné fyziky MFF UK).

Seznam odborné literatury

1. J. Hořejší: Fundamentals of electroweak theory
(Karolinum, Praha 2002).
2. M. Peskin, D. Schroeder: An introduction to quantum field theory
(Addison-Wesley Publ. Co., Reading, Massachusetts 1995).
3. M. I. Kotsky, O. I. Yakovlev: On the resummation of double logarithms in the process H --> gamma gamma,
Phys. Lett. B 418 (1998) 335 - 344.
4. R. Akhoury, H. Wang, O. Yakovlev: On the resummation of large QCD logarithms in H --> gamma gamma,
Phys. Rev. D64: 113008 (2001).
5. U. Aglietti et al.: Two-loop light fermion contribution to Higgs production and decays,
Phys. Lett. B 595 (2004) 432 - 441.
6. B. Kniehl: Dominant two-loop electroweak correction to H --> gamma gamma,
arXiv: hep-ph/0507201.
7. R. Harlander, P. Kant: Higgs production and decay: analytic results at next-to-leading order QCD,
arXiv: hep-ph/0509189.

Předběžná náplň práce

Skalární Higgsův boson je posledním chybějícím článkem standardního modelu (SM) fundamentálních interakcí. Experimenty na urychlovači LHC, jehož komplex se v současné době buduje v CERN, by měly zhruba do roku 2010 definitivně vyjasnit povahu této částice. Dvoufotonový rozpad Higgsova bosonu by tak mohl být v dohledné době důležitým nástrojem pro testování teorie elektroslabých interakcí v rámci celého SM. Základní aproximace k amplitudě tohoto procesu je v SM dána dobře známými Feynmanovými diagramy s jednou uzavřenou smyčkou fermionů nebo nabitých vektorových bosonů. V literatuře lze také najít celou řadu výsledků výpočtů vedoucích korekcí vyššího řádu. Smyslem práce řešitele dané diplomové práce by mělo být shrnutí relevantních výsledků takového typu a samostatné zvládnutí alespoň některých výpočetních technik, jež mají i obecnější použití. Přesná znalost předpovědí SM pro daný proces je důležitá také pro srovnání s dalšími výpočty v rámci metody efektivních lagrangiánů, která modelově nezávislým způsobem umožňuje zahrnout některé možné efekty fyziky za hranicemi SM. V tomto ohledu téma diplomové práce úzce souvisí s problematikou řešenou v dané oblasti v posledních několika letech v Ústavu částicové a jaderné fyziky MFF UK.