Dimension-8 M-operators for Vector Boson Scattering: a UV complete model and its Effective Field Theory

VBS-Prozesse (Vector Bosonen Streuung) bieten eine hervorragende Möglichkeit, quartische Eichkopplungen am LHC zu untersuchen. Eine gängige Methode zur Parametrisierung anomaler quartischer (aQGC) und dreifacher (aTGC) Eichkopplungen ist die Verwendung effektiver Feldtheorien (EFT). Für rein transversale Vektorbosonenstreuung wurde gezeigt, dass es Modelle gibt, bei denen Effekte in der EFT zuerst in den aQGC und damit in Dimension 8 auftreten sollten. Für die Streuung von zwei longitudinalen und zwei transversalen Vektorbosonen fehlt eine solche Analyse jedoch noch.\\
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In dieser Arbeit wird eine Klasse von Modellen vorgestellt, die mehrere SU(2)$_L$-Fermionenmultipletts enthalten, welche in der Lage sind, die Streuung von Vektorbosonen mit gemischten Helizitäten zu verstärken. Die Beiträge dieser Modelle zu den Propagatoren von Vektor-Bosonen und Higgs-Boson, zu den drei und vier Teilchen Vertexen werden berechnet und eine EFT wird als Niedrigenergie-Näherung dieser Modelle konstruiert. Die Auswirkungen der Modelle werden für die Dileptonenproduktion, die Vektorbosonenproduktion, anomale Higgs-Kopplungen, On-Shell-VBS und On-Shell-Higgs-Bosonenpaarproduktion analysiert. Die Auswirkungen des Modells und seiner EFT werden verglichen und die Qualität der EFT als Annäherung des vollständige Modells wird bewertet. Abschließend wird ein Ausblick gegeben, wo man nach dieser Art von Modellen suchen sollte.

Vector boson scattering (VBS) processes provide an excellent probe of quartic gauge couplings at the LHC. A common way to parameterize anomalous quartic (aQGC) and triple (aTGC) gauge couplings is by using the framework of effective field theories (EFT). For purely transverse vector boson scattering it has been shown that there are models for with effects in the EFT are expected to appear first in the aQGC and therefore at dimension 8. For the scattering of two longitudinal and two transverse vector bosons such an analysis is still missing.\\
In this thesis a class of model containing multiple SU(2)$_L$ fermion multiplets is proposed that are capable of enhancing the scattering of vector bosons of mixed helicities. ... mehrThe contributions of this class of models to vector boson and higgs boson propagators, three particle vertices and four particle vertices are calculated and an EFT is constructed as the low energy approximation of these models. The effects of the models are analyzed for dilepton production, vector boson production, anomalous higgs couplings, on-shell VBS and on-shell higgs boson pair production. The impacts of the model and its EFT are compared and the quality of the EFT as an approximation of the full model is assessed. Finally an outlook on where to look for these kind of models is made.