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Humboldt-Universität zu Berlin - Mathematisch-Naturwissen­schaft­liche Fakultät - Phenomenology of Elementary Particle Physics beyond the Standard Model

Auswahl an möglichen Masterarbeiten:

Präzisionsrechnung für Tau-Lepton-Paarproduktion am SuperKEKB Beschleuniger

In diesem Projekt beschäftigen Sie sich mit Quantenkorrekturen im elektroschwachen Sektor des Standard Modells zum Prozess e^+ e^-tau^+ tau^-. Dazu werden sie die virtuellen Schleifenkorrekturen und die reellen Strahlungskorrekturen berechnen, und alle auftretenden Singularitäten zu kürzen. Die vollständige Rechnung wird es Ihnen erlauben, Messungen am Belle-II Detektor mit extrem hoher Genauigkeit vorherzusagen.
Lernziele: Berechnung von Schleifendiagrammen, reeller Abstrahlung und Renormierung, Kürzung von intermediären Singularitäten, Phasenraum-Integration, Berechnung realistischer Präzisionsobservablen.
Anforderungen: Grundlegende Kenntnis der Teilchenphysik und Quantenfeldtheorie, Interesse an analytischen und numerischen Methoden.
Ausblick: Ihre Ergebnisse können einen echten Forschungsbeitrag leisten, wenn sie anschließend in ein Simulationstool eingebaut werden.

 

Präzisionsrechnung für den Top-Quarkzerfall am LHC

In diesem Projekt beschäftigen Sie sich mit Quantenkorrekturen im elektroschwachen Sektor des Standard Models zum Zerfall tb+W. Sie leiten kurze analytische Formeln her, so dass diese in anderen Simulationstools weiterverwendet werden können um bestehende Präzisionsvorhersagen zu verbessern. Dazu werden Sie die virtuellen Schleifenkorrekturen und die reellen Strahlungskorrekturen berechnen und alle auftretenden Singularitäten kürzen. Anschließend bringen Sie die analytischen Resultate auf kompakte Form.
Lernziele: Berechnung von Schleifendiagrammen, Kürzung von intermediären Singularitäten, effizientes Programmieren der analytischen Ergebnisse.
Anforderungen: Grundlegende Kenntnis der Teilchenphysik und Quantenfeldtheorie, Interesse an modernen Methoden der Teilchenphysik.
Ausblick: Ihre Ergebnisse zu einer Publikation führen und bestehende Präzisionsvorhersagen verbessern.

 

Indirekte Tests Dunkler Materie am LHC

In diesem Projekt beschäftigen Sie sich mit möglichen Kandidaten Dunkler Materie, die elektroschwach koppeln und daher Eichbosonpropagatoren und -selbstkopplungen auf 1-Schleifenniveau modifizieren. Dies erlaubt es, sie am LHC durch indirekte Suchen zu testen. Im ersten Schritt des Projekts werden Sie die entsprechenden Modifikationen berechnen. Durch eine anschliessende phänomenologische Analyse können Sie Schranken auf die Masse potenzieller Dunkler Materie Kandidaten setzen. 

Lernziele:  Berechnung einfacher Schleifendiagramme, Phänomenologie Dunkler Materie am LHC

Anforderungen: Grundlegende Kenntnisse der Teilchenphysik und Quantenfeldtheorie, Spass und Interesse an Physik jenseits des Standardmodells

Ausblick: Ihre Ergebnisse können einen echten Forschungsbeitrag leisten.

 

Näherungsmethoden für Masseneffekte in Prozessen mit Higgsbosonen

In diesem Projekt werden Sie Näherungen konstruieren um die Effekte von Topquarks in Gluonfusionsprozessen relevant in der Higgsphysik in höherer Ordnung in der Stöhrungsrechnung berechnen zu können. Nach der Konstruktion einer Näherung werden Sie diese zunächst in führender Ordnung mit dem entsprechenden Resultat in voller Topquarkmassenabhängigkeit vergleichen. Danach wird die konstruierte Näherung auf die nächstführende Ordnung angewandt. 

Lernziele: Berechnung von Schleifendiagrammen, Einblick in unterschiedliche Näherungsmethoden

Anforderungen: Grundlegende Kenntnis der Teilchenphysik und Quantenfeldtheorie, Spass und Interesse an modernen Näherungsmethoden.

Ausblick: Ihre Ergebnisse können einen echten Forschungsbeitrag leisten, wenn diese in bestehende Programme eingebaut werden.

 

Nicht-Lineare Kopplungen des Higgsbosons

In diesem Projekt werden Sie untersuchen, wie nichtlineare Kopplungen des Higgsbosons am LHC und möglichen zukünftigen Experimenten getestet werden können. Dafür werden Sie zunächst studieren, wann genau nicht-lineare Kopplungen auftreten können und welcher Wertebereich motiviert ist. Danach werden Sie sich für die Analyse der Prozesse mit gängigen Monte-Carlo Programmen beschäftigen.

Lernziele: Phänomenologie des Higgsbosons, Monte-Carlo Tools

Anforderungen: Grundlegende Kenntnis der Teilchenphysik und Quantenfeldtheorie, elementare Programmierkenntnisse sind von Vorteil aber nicht Voraussetzung

Ausblick: Ihre Ergebnisse können einen echten Forschungsbeitrag leisten.