Exploring the interplay between flavor and high-pT observables in the SMEFT framework
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Date
2025
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Abstract
Diese Arbeit präsentiert eine globale Analyse zur Suche nach Physik jenseits des Standardmodells im Rahmen der Standardmodell-Effektiven Feldtheorie (SMEFT). Hierzu werden Hochenergie-Daten von Teilchenbeschleunigern mit Präzisionsmessungen aus dem Flavor-Sektor kombiniert, um weitgehend modellunabhängige Schranken auf mögliche neue Wechselwirkungen zu setzen, welche durch Wilson-Koeffizienten parametrisiert sind. Trotz der Erfolge des Standardmodells bei der Beschreibung fundamentaler Wechselwirkungen bleiben zentrale Fragen, wie etwa die Entstehung von Neutrinomassen, die Natur dunkler Materie und die beobachtete Baryonenasymmetrie, unbeantwortet und deuten somit auf die Existenz neuer Physik hin. Angesichts der Herausforderungen direkter Suche nach neuen Teilchen bieten effektive Feldtheorien einen komplementären Ansatz, um diese Phänomene indirekt zu untersuchen. Im Mittelpunkt unserer Analyse stehen die Synergien verschiedener Observablen, die uns erlauben unter Anwendung bayesischer Statistik gleichzeitig Schranken für zahlreiche Wilson-Koeffizienten zu setzen und unbeschränkte Richtungen im Parameterraum aufzulösen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt zudem auf der Untersuchung von Flavor-Strukturen. Dazu verwenden wir den Ansatz der Minimalen Flavorverletzung im Quarksektor
sowie lepton-flavorspezifische Szenarien. Unsere Ergebnisse testen Skalen bis zu 1000 TeV, bieten indirekte Informationen über mögliche Flavorstrukturen und eröffnen Perspektiven für zukünftige Forschung.
This thesis presents a global analysis aiming to constrain physics beyond the Standard Model within the framework of the Standard Model Effective Field Theory. We combine high-pT collider measurements and precision flavor observables to set largely model-independent bounds on potential new interactions parameterized by the Wilson coefficients. Despite its successes in describing a wide range of processes, the Standard Model of Particle Physics does not account for fundamental phenomena such as neutrino mass generation, dark matter existence, and baryon asymmetry, thus hinting at the existence of physics beyond the Standard Model. Given the current challenges in the direct detection of new particles, effective field theories offer a complementary approach to probe these phenomena indirectly. Central to our analysis is the systematic exploration of synergies between high-energy collider data and precision flavor observables using a Bayesian statistical framework. A particular emphasis is further placed on the flavor structure, examining the Minimal Flavor Violation approach in the quark sector and lepton-flavor-specific scenarios. Our results probe energy scales up to 1000 TeV, offer indirect insights into potential flavor structures, and outline directions for future research.
This thesis presents a global analysis aiming to constrain physics beyond the Standard Model within the framework of the Standard Model Effective Field Theory. We combine high-pT collider measurements and precision flavor observables to set largely model-independent bounds on potential new interactions parameterized by the Wilson coefficients. Despite its successes in describing a wide range of processes, the Standard Model of Particle Physics does not account for fundamental phenomena such as neutrino mass generation, dark matter existence, and baryon asymmetry, thus hinting at the existence of physics beyond the Standard Model. Given the current challenges in the direct detection of new particles, effective field theories offer a complementary approach to probe these phenomena indirectly. Central to our analysis is the systematic exploration of synergies between high-energy collider data and precision flavor observables using a Bayesian statistical framework. A particular emphasis is further placed on the flavor structure, examining the Minimal Flavor Violation approach in the quark sector and lepton-flavor-specific scenarios. Our results probe energy scales up to 1000 TeV, offer indirect insights into potential flavor structures, and outline directions for future research.
Description
Table of contents
Keywords
Physik jenseits des Standardmodells, Effektive Feldtheorien, Flavorphysik
Subjects based on RSWK
Standardmodell <Elementarteilchenphysik>, Feldtheorie, Flavour <Elementarteilchen>