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Elliptic Functions for Higgs Physics

Applicant Anastasiou Charalampos
Number 177632
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Institut für Theoretische Physik ETH Zürich
Institution of higher education ETH Zurich - ETHZ
Main discipline Theoretical Physics
Start/End 01.10.2018 - 30.09.2022
Approved amount 324'404.00
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Keywords (3)

Higgs physics; Polylogarithms; Elliptic functions

Lay Summary (Italian)

Lead
The scope of this project is to develop the mathematics of elliptic integrals for perturbative Quantum Field Theory computations.
Lay summary
L'obiettivo principale di questo progetto è sviluppare nuove 
tecniche per calcoli di precisione nella teoria dei campi quantici.
Mentre ci sono stati enormi progressi negli ultimi anni, ulteriori
progressi sono attualmente ostacolati dalla scoperta che nuove
classi di oggetti matematici si presentano nei casi in cui sono
coinvolte particelle virtuali con massa. Questi oggetti
corrispondono alle generalizzazioni della funzione logaritmo alle
curve ellittiche, e sono scarsamente comprensibili anche dal lato
matematico. L'obiettivo principale del progetto è sviluppare una
struttura per il calcolo degli osservabili LHC che coinvolgono
queste nuove classi di funzioni. I vantaggi di un tale progetto
sono molteplici: in primo luogo, il calcolo di processi che
coinvolgono particelle virtuali massicce avrà un impatto diretto
sul programma di fisica di bosone di Higgs all'LHC e, come tale,
avrà un impatto diretto sulla nostra ricerca di fisica oltre il
SM. In secondo luogo, le proprietà matematiche degli elementi
costitutivi che compaiono nei calcoli fisici ci forniscono un vetro
che guarda alle basi matematiche della teoria dei campi quantici e
quindi alle leggi della Natura stessa.
Direct link to Lay Summary Last update: 17.07.2018

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Name Institute

Abstract

The main goal of this project is to develop novel techniques for precision computations in quantum field theory. While there have been tremendous advances over the last few years, further progress is currently hampered by the discovery that new classes of mathematical objects show up in cases where massive virtual particles are involved. Loosely speaking, these objects correspond to generalisations of the logarithm function to elliptic curves, and they are poorly understood even from the mathematical side. The main goal of the project is to develop a framework for the computation of LHC observables that involve these novel classes of functions. The benefits of such a project are manifold: First, the computation of processes involving massive virtual particles will have a direct impact on the BEH-physics program at the LHC, and as such it will have a direct impact on our quest for physics beyond the SM. Second, the mathematical properties of building blocks that show up in physics computations provide us with a looking glass into the mathematical underpinnings of quantum field theory, and therefore into the laws of Nature themselves.
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