Two-Loop Corrections to Higgs Boson Masses in the NMSSM

In dieser Dissertation werden Quantenkorrekturen zu Higgs Boson Massen in dem ladungs- und paritätsverletzenden Nicht-Minimalen Supersymmetrischen Standardmodell auf Zweischleifenordnung berechnet.
Der Fokus dieser Arbeit liegt auf jenen Korrekturen, welche ausschließlich im nicht-minimalen nicht aber im Minimalen Supersymmetrischem Standard modell auftreten. Diese Beträge sind deshalb interessant, weil die korrigierten Higgs Boson Massen Einfluss auf Vorhersagen haben können, welche experimentell an Teilchenbeschleunigern getestet werden. Daher können die Higgsmassenkorrekturen die Aussicht auf eine Entdeckung des betrachteten Modells beeinflussen. ... mehrDes Weiteren können die hier vorgestellten Korrekturen auch für zukünftige Untersuchungen anderer Modelle von Interesse sein. Der Grund dafür ist das Auftreten von (infra-rot) Divergenzen, welche nicht für derartige Berechnungen in minimalen Modellen üblich sind. Die verschiedenen Lösungen für dieses Problem, welche in dieser Arbeit studiert werden, können daher auch in anderen nicht-minimalen Modellrechnungen angewandt werden. Darüber hinaus macht diese Arbeit Aussagen über die Genauigkeit der störungstehorischen Resultate zu den Higgs Boson Massen unter Zuhilfenahme der Abhängigkeit derselbigen von der Wahl des Renormierungsschemata und der Renormierungsskala. Insbesondere werden gemischte OS/DR Renormierungsschemata im Higgs Boson Sektor aber auch im top/stop Sektor der Theorie angewandt. Es wird gezeigt, dass die relativen Korrekturen bis zu 6% groß werden können. In dem Bereich des Modells, welcher mit Unitarität unterhalb der Skala an der sich die Eichkopplungen treffen kompatibel ist, sind die Korrekturen jedoch nicht größer als 3%. Des Weiteren beträgt die theoretische Unsicherheit abgeleitet aus der Variation des Renormierungsschematas in etwa 1-8% und die abgeleitet aus der Renormierungsskala in etwa 0-3%.

We compute the quantum corrections to Higgs boson masses in the charge-parity violating
Next-to-Minimal Supersymmetric Standard Model at second order in perturbation theory.
The emphasis is on corrections that are specific to this model and not present in the Minimal
Supersymmetric Standard Model. These corrections are interesting for two major reasons.
First, they can considerably impact the mass spectrum and the resulting predictions for new
phenomena studied at particle collider experiments. Therefore, they can change the discovery
prospects of the investigated model depending on the considered point in parameter space.
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Second, the newly calculated corrections are subject to a technical difficulty, the appearance
of (infra-red) divergences, which is not common to simple theories usually studied but appears
in many non-minimal models beyond the Standard Model. The different solutions for
the problem of infra-red divergences considered in this thesis can also impact future studies
of different models.
Furthermore, we estimate the precision of the perturbative calculation using the methods
of renormalization-scheme and renormalization-scale variation. In particular, we employ a
mixed OS/DR renormalization scheme in the Higgs boson and top/stop sector of the theory.
We show that the relative corrections calculated in this work can be as large as 6% but remain
below 3% in the region compatible with perturbative unitarity below the Grand Unification
scale. The overall size of the scheme- and scale-uncertainty varies between approximately
1-8% and 0-3%, respectively.