Precise Predictions for LHC Cross Sections and Phenomenology beyond NLO

Die Produktion von Vektorbosonpaaren ermöglicht die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen drei elektroschwachen Eichbosonen. Eine Abweichung dieser Kopplung von der Vorhersage des Standardmodells kann durch anomale Kopplungen im Formalismus von Effektiver Feldtheorie beschrieben werden. In dieser Arbeit wird die zusätzliche Abstrahlung von Jets in WZ und WH Produktion untersucht.

Hierfür wird die Observable $x_{\text{jet}}$ eingeführt, um Events, die von Jet Abstrahlung dominiert werden, von solchen zu trennen, die zwei hochenergetische Vektorbosonen beinhalten. Mit dieser Observablen können Phasenraumbereiche identifiziert werden, die sensitiv sind auf anomale Kopplungen zwischen Eichbosonen. ... mehrZudem wird ein dynamisches Jet Veto vorgeschlagen, um die Sensitivität von Suchen nach anomalen Kopplungen zu erhöhen. Ein traditionelles Veto mit einer festen Skala führt zu logarithmisch wachsenden Termen, die durch ein dynamisches Veto vermieden werden können. Das dynamische Veto erlaubt weiterhin die Einbeziehung eines größeren Phasenraumbereichs. Dies verbessert die Statistik und damit die Empfindlichkeit von Suchen nach anomalen Kopplungen.

Für eine genaue Beschreibung der Events mit Vektorbosonpaaren mit hohen Transversalimpulsen sind Korrekturen höherer Ordnung notwendig. Im Rahmen dieser Arbeit wird die LoopSim Methode verwendet, um Korrekturen in $\overline{n}\text{NLO}$ in der starken Kopplung zu berechnen. Dies ist eine Näherung der Korrekturen in nächst-zu-nächst-zu-führender Ordnung und besonders geeignet für hohe Transversalimpulse.

Diese Analysen nutzen das flexible Monte Carlo Programm VBFNLO in Verbindung mit LoopSim. In dieser Arbeit wird eine parallelisierte Implementierung von VBFNLO entwickelt, die insbesondere für komplexe Prozesse die numerische Integration und Laufzeit verbessert und moderne Rechencluster effizienter nutzt.

Diboson production allows to study the interactions between electroweak bosons in the form of triple gauge couplings. A deviation of these interactions from the Standard Model can be parametrized by anomalous couplings in the framework of Effective Field Theory.

In this thesis, additional jet radiation in WZ and WH production is studied. The observable $x_{\text{jet}}$ is introduced to distinguish jet-dominated events from those with two hard vector bosons. Using this observable, phase space regions sensitive to anomalous triple gauge couplings are identified and a dynamical jet veto is proposed to enhance the sensitivity of anomalous coupling searches. ... mehrCompared to a traditional fixed-$p_{\text{T}}$ jet veto, the dynamical veto avoids logarithms of the veto scale and includes, as a by-product, more relevant phase space. This increases the statistics and therefore improves the sensitivity in anomalous coupling searches.

For an accurate description of high-$p_{\text{T}}$ diboson events higher-order corrections are necessary. In this work, the LoopSim method is used to compute corrections at $\overline{n}\text{NLO}$ in the strong coupling, which is an approximation to the full next-to-next-to-leading order calculation.

These analyses use the flexible Monte Carlo program VBFNLO interfaced to LoopSim. As part of this thesis, a parallel version of VBFNLO is implemented, which provides a step forward in the usability and speed of VBFNLO especially for complex processes by making better use of modern computing infrastructure.