Project

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Physik der schweren Quarks

English title Heavy flavor physics
Applicant Greub Christoph
Number 150057
Funding scheme Project funding
Research institution Institut für Theoretische Physik Universität Bern
Institution of higher education University of Berne - BE
Main discipline Theoretical Physics
Start/End 01.11.2013 - 31.10.2015
Approved amount 258'972.00
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Keywords (7)

renormalization group improvements; new physics contributions to flavour observables; Determination of CKM matrix elements; rare B-decays; QCD corrections to electroweak processes; effective field theory; SUSY contributions to rare decays

Lay Summary (German)

Lead
Wir wollen die Berechnungen von zwei seltenen Zerfallskanälen von B-Mesonen innerhalbdes Standardmodells systematisch verfeinern, weil solche Prozesse sehr sensitiv sind auf neue Physik. Zudem werden wir verschiedene weitere Zerfallsprozesse von B-Mesonen im Rahmen des minimalen supersymmetrischen Standardmodells (MSSM) untersuchen, um gewisse zentrale Parameter dieses Modells besser bestimmen zu können.
Lay summary

In diesem  Projekt geht es um seltene Zerfälle von B Mesonen. Diese Prozesse sind im Standardmodell (SM) verboten auf dem sogenannten Baumgraphen-Niveau und werden erst auf dem 1-loop Niveau induziert, wobei im loop ein W-Boson und ein top-Quark propagieren. In vielen Erweiterungen des SM können ebenfalls neue schwere Teilchen im loop propagieren, welche zu zusätzlichen Beiträgen in den Zerfallsraten führen. Da diese Zusatzbeiträge generisch gesehen gegenüber den SM-Beitraegen nicht unterdrückt sind, sind diese Prozesse sehr sensitiv auf neue Physik. Um tatsächlich Abweichungen vom SM etablieren zu können, sind sehr genaue Berechnungen notwendig. In den zwei Unterprojekten (A und B) verfeinern wir die SM-Rechnungen für die Verzweigungsverhältnisse b -> d gamma und b -> s gamma gamma, indem wir Techniken verwenden wie z.B. die Zerlegung in Masterintegrale (und Differentialgleichungen, um diese zu lösen). In den drei Unterprojekten (C, D und E) geht es um die Berechnung von mehreren Observablen in der B-Meson Physik im sogenannten MSSM, der minimalen supersymmetrischen Erweiterung des SM. Diese Unterprojekte zielen darauf ab, ein besser Verständnis über die Struktur des Fermionsektors im MSSM zu gewinnen. Auf der einen Seite wird unsere Arbeit zu genaueren Einschränkungen der Parameter in diesem Modell führen. Auf der anderen Seite kann man die Voraussagen über seltene Zerfalle im MSSM miteinander korrelieren und beurteilen, ob das MSSM mögliche Abweichungen vom SM erklären kann. Im letzten Unterprojekt (F) wird eine Präzisionsrechnung der Zerfallsrate für B -> tau nu in einem Model durchgeführt, in welchem der Higgs Sektor des SM um ein weiteres skalares Doublet erweitert wird (Zwei-Higgs Doublet Modell vom Typ II). Neben der Phänomenologie dieses spezifischen Zerfalls werden wir uns auch um feldtheoretische Aspekte kümmern, wie beispielsweise die Renormierung der CKM-Matrix in diesem Model.

Direct link to Lay Summary Last update: 02.10.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
One-loop SQCD corrections to the decay of top squarks to charm and neutralino in the generic MSSM
Aebischer Jason, Crivellin Andreas, Greub Christoph (2015), One-loop SQCD corrections to the decay of top squarks to charm and neutralino in the generic MSSM, in Phys.Rev., D91(3), 035010-035010.
Radiative μ and τ leptonic decays at NLO
Fael M., Mercolli L., Passera M. (2015), Radiative μ and τ leptonic decays at NLO, in JHEP, 07, 153-153.
Updated NNLO QCD predictions for the weak radiative B-meson decays
Misiak M., Asatrian H.M., Greub C., others (2015), Updated NNLO QCD predictions for the weak radiative B-meson decays, in Phys. Rev. Lett., 114(22), 221801-221801.
Lepton Flavor Violation in the Standard Model with general Dimension-Six Operators
Crivellin Andreas, Najjari Saereh, Rosiek Janusz (2014), Lepton Flavor Violation in the Standard Model with general Dimension-Six Operators, in JHEP, 1404, 167-167.
Next-to-leading logarithmic QCD contribution of the electromagnetic dipole operator to B¯→Xsγγ with a massive strange quark
Asatrian H. M, Greub C. (2014), Next-to-leading logarithmic QCD contribution of the electromagnetic dipole operator to B¯→Xsγγ with a massive strange quark, in Phys.Rev., D89(9), 094028-094028.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
H. Asatrian (Yerevan Physics Institute) Armenia (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Youichi Yamada Japan (Asia)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
ITP Univ. Bern Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
U. Nierste (Karlsruhe Inst. of Technology,KIT)) Germany (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
M. Misisak (University of Warsaw) Poland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
A. Crivellin (CERN) Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
A. Ali (DESY) Germany (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
PHIPSI 2015 Talk given at a conference Radiative tau leptonic decays 23.09.2015 Hefei, China Fael Matteo;
FCCP 2015 Talk given at a conference Radiative mu and tau leptonic decays and the possibility to determine the tau dipole moments 10.09.2015 Anacapri, Capri Island, Italy Fael Matteo;
47. Herbstschule für Hochenergiephysik 2015 Talk given at a conference Matching von Dimension-6 Operatoren zu b->s Übergängen 08.09.2015 Maria-Laach, Germany Aebischer Jason;
SUSY 2014: The 22nd International Conference on Supersymmetry and Unification of Fundamental Interactions Talk given at a conference NLO SQCD corrections to the decay of top-squarks to charm and neutralino 21.07.2014 Manchester, Great Britain and Northern Ireland Aebischer Jason;


Associated projects

Number Title Start Funding scheme
163154 Flavourphysik im Standardmodell und dessen Erweiterungen 01.11.2015 Project funding
137491 Physik der schweren Quarks 01.11.2011 Project funding
163154 Flavourphysik im Standardmodell und dessen Erweiterungen 01.11.2015 Project funding

Abstract

This project on heavy flavour physics embraces a major direction ofresearch that will be under investigation at the Institute for Theoretical Physics at the University of Bern. The main focus of this proposal is on multi-loop calculation for flavour observables in the Standard Model (SM), the two-Higgs-doublet Model of type-II (2HDM-II) and the Minimal Supersymmetric Standard Model(MSSM). The proposal is divided into several subprojects1. Precision calculations in the standard modelA) B -> X_d gamma at NNLL precision in the SMB) Specific NLL contributions to B -> X_s gamma gamma in the SM2. Precision calculations in the MSSM and in the 2HDMsC) 2-loop electroweak corrections to quark-quark-Higgs couplings in the MSSMD) B_{s(d)}-> mu+ mu- in the MSSM at NLOE) Complete NLO predictions for b -> s(d) gammaF) Renormalization of the CKM matrix and B -> tau nu in the 2HDM of type IIThe goal of the first part is the precise calculation of the SM contributions to these flavour-changing neutral current (FCNC) processes. This is important in order to identify possible new physics contributions. The second part aims on a better understanding of the flavour-structure of the MSSM (and of the 2HDM-II). On the one hand, this limits the allowed parameter-space of the MSSM which gives important constraints for model building. On the other hand one can correlate the MSSM predictions for rare decays and judge whether the MSSM could explain possible deviations from the SM predictions.
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