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Electro-weak physics with forward dynamics at LEP

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Introductionsmall angle electro-magnetic calorimeter and the other two leptons losteither in the beam pipe or at large angle.2. e+e ! eqq0 for a signature of two jets. Thus the electron must bealways lost in the beam pipe, while the quarks may or may not havean angular cut.3. e+e ! e+eqq for a signature of two jets plus an electron. Thus oneof the electrons must be lost in the beam pipe, while the other must beseen at large angle. The quarks may or maynothave an angular cut.The physical motivations which support these studies are reviewed inchapter 1, then chapters 2, 3 and 4 discuss, respectively, each one of theabove processes. Chapter 5 shows conclusions and possible developments.These reactions, although corresponding to di erent physics, are all charac-terized by being four-fermion processes with particles which are scattered atsmall angle, or, in the worst situation, almost at zero angle. In this extremekinematical regime the dynamics is dominated by t-channel photon exchange,which can happen with very small momentum transfer, i.e. with quasi-realphoton exchange.This feature causes many theoretical and numerical problems, whichmustbe solved, in order to calculate the cross section for these processes. The the-oretical problems include the restoration of gauge invariance, because of thepresence of unstable particles, (see section 3.2), the proper treatmentofpho-ton radiation (see sections 3.3 and 3.4), and the dependence of cross sectionson the mass of light-quarks, due to the presence of quasi-on-shell quark prop-agators (see section 4.2). On the other hand, the numerical problems are theneed of building a massive phase space and matrix element (see sections 2.3,3.5 and 4.1), and to deal with very low momentum transfer photons (seesection 3.1).The matrix element, with all the mass terms, is computed by means of theALPHA code [3] for the automatic evaluation of Born scattering amplitudes,based on an original algorithm [3] which avoids the use of Feynman graphtechnique (see section A.2).The numerical results are needed with high precision. A per cent preci-sion is needed for the electro-weak processes, while a per mille accuracy isrequired for the pair correction to sabh scattering, whichis,by far, the moredemanding calculation shown in this thesis, as it can be seen by step-by-stepprocedure kept in sections 2.1, 2.2, 2.4 and 2.5, which, starting from therough soft approximation, arrives at the full calculation.It must be emphasized that, as possible, the numerical results listed in thisthesis are performed only as a rst step within idealized, although realistic,4
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Electro-weak physics with forward dynamics at LEP

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Informazioni tesi

  Autore: Andrea Pallavicini
  Tipo: Tesi di Dottorato
Dottorato in Dottorato in Fisica, indirizzo di Fisica Teorica e Matematica
Anno: 1999
Docente/Relatore: Oreste Nicrosini
Istituito da: Università degli Studi di Pavia
Dipartimento: Fisica Nucleare e Teorica
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 102

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monte carlo
phenomenology
quantum mechanics
numerical computation
perturbative calculation
electron-positron collider
electrodynamics
high energy physics
numerical simulations
quantum field theory

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