Chiral perturbation theory and the decay π0 -->e+e-
| Thesis title in Czech: | Chirální poruchová teorie a rozpad π0 -->e+e- |
|---|---|
| Thesis title in English: | Chiral perturbation theory and the decay π0 -->e+e- |
| Academic year of topic announcement: | 2008/2009 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | angličtina |
| Department: | Institute of Particle and Nuclear Physics (32-UCJF) |
| Supervisor: | RNDr. Jiří Novotný, CSc. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 11.11.2008 |
| Date of assignment: | 16.04.2010 |
| Date and time of defence: | 20.09.2010 00:00 |
| Date of electronic submission: | 20.09.2010 |
| Date of proceeded defence: | 20.09.2010 |
| Opponents: | prof. RNDr. Karol Kampf, Ph.D. |
| Guidelines |
| 1. Seznámit se se základními vlastnostmi kvantové chromodynamiky se třemi lehkými kvarky (spontánní narušení chirální symetrie, (pseudo)Goldstonovy bosony, kvarkový kondensát, chirální anomálie, limita velkého počtu barev, algebra proudů a nízkoenergetické teorémy)
2. Seznámit se s formalismem efektivních lagrangiánů v kvantové teorii pole a jeho aplikacemi na popis dynamiky (pseudo)Goldstonových bosonů (nelineární realizace grupy symetrie, chirální poruchová teorie, stromové přiblížení, vyšší smyčky a renormalizace, LEC) 3. Seznámit se s technikou výpočtu vícesmyčkových grafů (redukce tensorových integrálů na master integrály, relace IBP a LI, diferenciální rovnice) 4. Seznámit se s literaturou věnovanou fenomenologii rozpadu pi0->e+e- 5. Spočítat a s literaturou porovnat vybrané dvousmyčkové master integrály potřebné pro výpočet radiačních korekcí k rozpadu pi->e+e- |
| References |
| J. Gasser, H. Leutwyler Chiral perturbation theory: expansion in the mass of the strange quark, Nucl. Phys. B250 (1985) 465
A.E. Dorokhov, Recent results on rare decay pi0-->e+e-, arXiv:0805.0994 A.E. Dorokhov, M.A. Ivanov, Rare decay pi0-->e+e-: theory confronts KTeV data, arXiv:0704.3498 L. Bergstroem, Radiative corrections to pseudoscalar meson decays, Z. Phys. C20 (1983), 135 M. Knecht et.al., Decay of pseudoscalars into lepton pairs and large-Nc QCD, Phys.Pev.Lett.83 (1999)5230 S. Weinzierl, The art of computing loop integrals, arXiv:0604068 C. Anastasiou, A. Lazopoulos, Automatic integral reduction for higher order perturbative calculations, ArXiv:hep-ph/0404258 |
| Preliminary scope of work |
| Rozpad pi0-->e+e- představuje proces, který je zajímavý z několika důvodů. Předně nabízí možnost testovat nízkoenergetickou dynamiku standardního modelu (spec. QCD) v oblasti použitelnosti chirální poruchové teorie, jejího rozšíření o nízko ležící rezonance a aproximací založených na limitě velkého počtu barev. Dále, v současné době se podstatně zvýšila přesnost experimentů umožňujících testovat teoretické predikce, zejména v souvislosti s nedávnými výsledky experimentu E799-II@KTeV. Poslední výsledky lze intepretovat jako rozpor mezi teorií a experimentem na úrovni 3.3 standardní odchylky, což může být náznakem případné nové fyziky za standardním modelem. Z tohoto důvodu je důležité s dostatečnou přesností kontrolovat radiační korekce, jejichž započtení je důležitou součástí analýzy experimentálních dat, a které se v dosavadních analýzách provádělo na základě aproximace subprocesu dvoufotonové výměny bodovým vertexem. Cílem práce je spočítat (část) těchto korekcí exaktně do dvou smyček a testovat tak oprávněnost této aproximace. |
| Preliminary scope of work in English |
| The pi0-->e+e- decay is a process which is interesting for several reasons. First, it offers a possibility to test the low-energy dynamics of the standard model (namely QCD) in the region of applicability of Chiral perturbation theory and its extension by means of introducing low-lying resonances and large Nc approximations. Second, the accuracy of experiments has increased recently allowing to test the theoretical predictions, namely in connection with the recent results of the KTeV E799-II experiment. The latter might be interpreted as a 3.3 standard deviation discrepancy between the theory and experiment which could be a signal for new physics beyond the standard model. For these reasons in is important to have the radiative corrections (which is an important ingredient of the analysis of the data) well under control. Up to now, these were taken into account using an approximation of the two-photon exchange sub-process by point vertex. The aim of the thesis is to calculate (part of) the radiative corrections exactly to two loops and test the validity of such an approximation. |