Higgs-Physik am Large Hadron Collider: Präzisionsrechnungen für Signal- und Untergrundprozesse

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Ziel der Teilchenphysik ist es, die fundamentalen Strukturen und Gesetze im Mikrokosmos aufzudecken und zu verstehen. Insbesondere von den zukünftigen Experimenten am Large Hadron Collider (LHC) am Europäischen Forschungszentrum CERN bei Genf erwartet man grundlegende Erkenntnisse über den Ursprung der Teilchenmassen und über neue Formen von Materie. Die wichtigste unmittelbare Fragestellungen am LHC ist das Verständnis des Higgs-Mechanismus, durch den im Standardmodell elementare Teilchen ihre Masse erhalten, und die Suche nach dem damit verbundenen Higgs-Boson. Die derzeit vorliegenden experimentellen Daten sind nicht nur mit dem Higgs-Boson des Standardmodells verträglich, sondern können auch im Rahmen von supersymmetrischen Erweiterungen erklärt werden. Welche konkrete Realisierung des Higgs-Mechanismus in der Natur vorliegt, muß experimentell am LHC beantwortet werden. Die Interpretation der Daten zur Überprüfung der verschiedenen Modelle allerdings erfordert präzise theoretische Vorhersagen für die Higgs-Produktionswirkungsquerschnitte, insbesondere die Berechnung von Strahlungskorrekturen durch Quantenfluktuationen. Einer der wichtigsten Suchkanäle für supersymmetrische Higgs-Bosonen am LHC ist die assoziierte Produktion mit schweren Quarks. Gegenstand des vorliegenden Forschungsantrags ist die systematische Berechnung der supersymmetrischen QCD- und elektroschwachen Strahlungskorrekturen zu diesem Prozeß.