Efectos de la cromodinámica cuántica en la física del bosón de Higgs

• Autores: Mazzitelli, Javier
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Florian, Daniel Enrique de
• Materia: BOSON DE HIGGS; CROMODINAMICA CUANTICA; LHC; CALCULOS PERTURBATIVOS; FUSION DE GLUONES; HIGGS BOSON; QUANTUM CHROMODYNAMICS; LHC; PERTURBATIVE CALCULATIONS; GLUON FUSION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

A lo largo de la presente tesis hemos llevado a cabo el cálculo de las correccionespredichas por la cromodinámica cuántica para distintas secciones eficaces que son relevantespara la caracterización del bosón de Higgs descubierto en el LHC, hasta el momentocompatible con aquel del modelo estándar. En particular, hemos analizado la producciónde uno y dos bosones de Higgs a través del mecanismo de fusión de gluones, principal canalde producción en el LHC. En todos los casos, trabajamos en el límite en que la masa delquark top es grande, a través del cual se obtiene un Lagrangiano de interacción efectivoentre el bosón de Higgs y gluones. Para la sección eficaz correspondiente a la producción de un bosón de Higgs, uno delos procesos más relevantes en el LHC, hemos obtenido expresiones aproximadas a tercery cuarto orden, mejorando los resultados disponibles anteriormente, y observando unareducción de las incertezas teóricas respecto de órdenes anteriores. En el caso de la producción de dos bosones de Higgs, cuyo interés reside en la posibilidadde medir en el futuro la auto-interacción del bosón de Higgs y por lo tanto el potencialescalar del modelo estándar, hemos calculado las correcciones a segundo orden, obteniendola predicción más precisa disponible hasta el momento. Además, hemos considerado laemisión de gluones soft a todo orden en la expansión perturbativa, a través de la denominadaresumación de umbral, alcanzando de esta forma resultados aún más confiables. Nuestraspredicciones, incluídas en el informe anual del Higgs Cross Section Working Group del LHC,son utilizadas por las colaboraciones experimentales ATLAS y CMS.
In this Thesis we have carried on the calculation of the corrections predicted by quantumchromodynamics for different cross sections which are relevant for the characterization ofthe Higgs boson discovered at the LHC, so far compatible with that of the standard model. In particular, we have analysed the production of one and two Higgs bosons through thegluon fusion mechanism, which is the main production channel at the LHC. We worked inthe large top-quark mass limit, in which an effective Lagrangian arises for the interactionbetween the Higgs boson and the gluons. For the cross section corresponding to the production of a single Higgs boson, one ofthe most relevant processes at the LHC, we have obtained approximate expressions for thethird and fourth order corrections, improving the previously available results, and observinga reduction of the theoretical uncertainties with respect to previous orders. For the case of the double Higgs production, which gives the opportunity to measurein the future the Higgs self-interaction and therefore the scalar potential of the standardmodel, we have obtained the second order corrections, reaching the most precise predictionavailable for the moment. Furthermore, we have considered the all-orders soft gluon emission,through the so called threshold resummation, obtaining even more reliable results. Our predictions, which are included in the annual report of the LHC Higgs Cross Section Working Group, are used by the experimental collaborations ATLAS and CMS.
Fil: Mazzitelli, Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.