@phdthesis{Alboteanu2007,
  author    = {Alboteanu, Ana Maria},
  title     = {The Noncommutative Standard Model : Construction Beyond Leading Order in Theta and Collider Phenomenology},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-24334},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Trotz seiner pr{\"a}zisen {\"U}bereinstimmung mit dem Experiment ist die G{\"u}ltigkeit des Standardmodells (SM) der Elementarteilchenphysik bislang nur bis zu einer Energieskala von einigen hundert GeV gesichert. Abgesehen davon erweist sich schon das Einbinden der Gravitation in einer einheitlichen Beschreibung aller fundamentalen Wechselwirkungen als ein durch gew{\"o}hnliche Quantenfeldtheorie nicht zu l{\"o}sendes Problem. Das Interesse an Quantenfeldtheorien auf einer nichtkommutativen Raumzeit wurde durch deren Vorhersage als niederenergetischer Limes von Stringtheorien erweckt. Unabh{\"a}ngig davon, kann die Nichtlokalit{\"a}t einer solchen Theorie den Rahmen zur Einbeziehung der Gravitation in eine vereinheitlichende Theorie liefern. Die Hoffnung besteht, dass die Energieskala Lambda_NC, ab der solche Effekte sichtbar werden k{\"o}nnen und f{\"u}r die es einerlei theoretischen Vorhersagen gibt, schon bei der n{\"a}chsten Generation von Beschleunigern erreicht wird. Auf dieser Annahme beruht auch die vorliegende Arbeit, im Rahmen deren eine m{\"o}gliche Realisierung von Quantenfeldtheorien auf nichtkommutativer Raumzeit auf ihre ph{\"a}nomenologischen Konsequenzen hin untersucht wurde. Diese Arbeit ist durch fehlende LHC (Large Hadron Collider) Studien f{\"u}r nichkommutative Quantenfeldtheorien motiviert. Im ersten Teil des Vorhabens wurde der hadronische Prozess pp-> Z gamma -> l+l- gamma am LHC sowie die Elektron-Positron Paarvernichtung in ein Z-Boson und ein Photon am ILC (International Linear Collider) auf nichtkommutative Signale hin untersucht. Die ph{\"a}nomenlogischen Untersuchungen wurden im Rahmen dieses Modells in erster Ordnung des nichtkommutativen Parameters Theta durchgef{\"u}hrt. Eine nichtkommutative Raumzeit f{\"u}hrt zur Brechung der Rotationsinvarianz bez{\"u}glich der Strahlrichtung der einlaufenden Teilchen. Im differentiellen Wirkungsquerschnitt f{\"u}r Streuprozesse {\"a}ussert sich dieses als eine azimuthale Abh{\"a}ngigkeit, die weder im SM noch in anderen Modellen jenseits des SM auftritt. Diese klare, f\"ur nichtkommutative Theorien typische Signatur kann benutzt werden, um nichtkommutative Modelle von anderen Modellen, die neue Physik beschreiben, zu unterscheiden. Auch hat es sich erwiesen, dass die azimuthale Abh{\"a}ngigkeit des Wirkungsquerschnittes am besten daf\"ur geeignet ist, um die Sensitivit{\"a}t des LHC und des ILC auf der nichtkommutativen Skala \$\Lnc\$ zu bestimmen. Im ph{\"a}nomenologischen Teil der Arbeit wurde herausgefunden, dass Messungen am LHC f{\"u}r den Prozess pp-> Z gamma-> l+l- gamma nur in bestimmten F{\"a}llen auf nichtkommutative Effekte sensitiv sind. F{\"u}r diese F{\"a}lle wurde f{\"u}r die nichtkommutative Energieskala Lambda_NC eine Grenze von Lambda_NC > 1.2 TeV bestimmt. Diese ist um eine Gr{\"o}ßenordnung h{\"o}her als die Grenzen, die von bisherigen Beschleunigerexperimenten hergeleitet wurden. Bei einem zuk{\"u}nftigen Linearbeschleuniger, dem ILC, wird die Grenze auf Lambda_NC im Prozess e^+e^- -> Z gamma -> l^+ l^- gamma wesentlich erh{\"o}ht (bis zu 6 TeV). Abgesehen davon ist dem ILC gerade der f{\"u}r den LHC kaum zug{\"a}ngliche Parameterbereich der nichtkommutativen Theorie erschlossen, was die Komplementarit{\"a}t der beiden Beschleunigerexperimente hinsichtlich der nichtkommutativen Parameter zeigt. Der zweite Teil der Arbeit entwickelte sich aus der Notwendigkeit heraus, den G{\"u}ltigkeitsbereich der Theorie zu h{\"o}heren Energien hin zu erweitern. Daf{\"u}r haben wir den neutralen Sektor des nichtkommutativen SM um die n{\"a}chste Ordnung in Theta erg{\"a}nzt. Es stellte sich wider Erwarten heraus, dass die Theorie dabei um einige freie Parameter erweitert werden muss. Die zus{\"a}tzlichen Parameter sind durch die homogenen L{\"o}sungen der Eich{\"a}quivalenzbedingungen gegeben, welche Ambiguit\"aten der Seiberg-Witten Abbildungen darstellen. Die allgemeine Erwartung war, dass die Ambiguit{\"a}ten Feldredefinitionen entsprechen und daher in den Streumatrixelementen verschwinden m\"ussen. In dieser Arbeit wurde jedoch gezeigt, dass dies ab der zweiten Ordnung in Theta nicht der Fall ist und dass die Nichteindeutigkeit der Seiberg-Witten Abbildungen sich durchaus in Observablen niederschl{\"a}gt. Die Vermutung besteht, dass jede neue Ordnung in Theta neue Parameter in die Theorie einf{\"u}hrt. Wie weit und in welche Richtung die Theorie auf nichtkommutativer Raumzeit entwickelt werden muss, kann jedoch nur das Experiment entscheiden.},
  subject      = {Feldtheorie},
  language  = {en}
}