@phdthesis{Bach2013,
  author    = {Bach, Fabian},
  title     = {Charged Current Top Quark Couplings at the LHC},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-82358},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {The top quark plays an important role in current particle physics, from a theoretical point of view because of its uniquely large mass, but also experimentally because of the large number of top events recorded by the LHC experiments ATLAS and CMS, which makes it possible to directly measure the properties of this particle, for example its couplings to the other particles of the standard model (SM), with previously unknown precision. In this thesis, an effective field theory approach is employed to introduce a minimal and consistent parametrization of all anomalous top couplings to the SM gauge bosons and fermions which are compatible with the SM symmetries. In addition, several aspects and consequences of the underlying effective operator relations for these couplings are discussed. The resulting set of couplings has been implemented in the parton level Monte Carlo event generator WHIZARD in order to provide a tool for the quantitative assessment of the phenomenological implications at present and future colliders such as the LHC or a planned international linear collider. The phenomenological part of this thesis is focused on the charged current couplings of the top quark, namely anomalous contributions to the trilinear tbW coupling as well as quartic four-fermion contact interactions of the form tbff, both affecting single top production as well as top decays at the LHC. The study includes various aspects of inclusive cross section measurements as well as differential distributions of single tops produced in the t channel, bq → tq', and in the s channel, ud → tb. We discuss the parton level modelling of these processes as well as detector effects, and finally present the prospected LHC reach for setting limits on these couplings with 10 resp. 100 fb-1 of data recorded at √s = 14 TeV.},
  subject      = {LHC},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mueck2004,
  author    = {M{\"u}ck, Alexander},
  title     = {The standard model in 5D : theoretical consistency and experimental constraints},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-10591},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {The four-dimensional Minkowski space is known to be a good description for space-time down to the length scales probed by the latest high-energy experiments. Nevertheless, there is the viable and exciting possibility that additional space-time structure will be observable in the next generation of collider experiments. Hence, we discuss different extensions of the standard model of particle physics with an extra dimension at the TeV-scale. We assume that some of the gauge and Higgs bosons propagate in one additional spatial dimension, while matter fields are confined to a four-dimensional subspace, the usual Minkowski space. After compactification on an S^1/Z_2 orbifold, an effective four-dimensional theory is obtained where towers of Kaluza-Klein (KK) modes, in addition to the standard model fields, reflect the higher-dimensional structure of space-time. The models are elaborated from the 5D Lagrangian to the Feynman rules of the KK modes. Special attention is paid to an appropriate generalization of the Rxi-gauge and the interplay between spontaneous symmetry breaking and compactification. Confronting the observables in 5D standard model extensions with combined precision measurements at the Z-boson pole and the latest data from LEP2, we constrain the possible size R of the extra dimension experimentally. A multi-parameter fit of all relevant input parameters leads to bounds for the compactification scale M=1/R in the range 4-6 TeV at the 2 sigma confidence level and shows how the mass of the Higgs boson is correlated with the size of an extra dimension. Considering a future linear e+e- collider, we outline the discovery potential for an extra dimension using the proposed TESLA specifications as an example. As a consistency check for the various models, we analyze Ward identities and the gauge boson equivalence theorem in W-pair production and find that gauge symmetry is preserved by a complex interplay of the Kaluza-Klein modes. In this context, we point out the close analogy between the traditional Higgs mechanism and mass generation for gauge bosons via compactification. Beyond the tree-level, the higher-dimensional models studied extensively in the literature and in the first part of this thesis have to be extended. We modify the models by the inclusion of brane kinetic terms which are required as counter terms. Again, we derive the corresponding 4D theory for the KK towers paying special attention to gauge fixing and spontaneous symmetry breaking. Finally, the phenomenological implications of the new brane kinetic terms are investigated in detail.},
  subject      = {Standardmodell <Elementarteilchenphysik>},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Knochel2009,
  author    = {Knochel, Alexander Karl},
  title     = {Supersymmetry in a Sector of Higgsless Electroweak Symmetry Breaking},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47899},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Seit der Popularisierung durch Randall/Sundrum (RS) vor etwa 10 Jahren, und insbesondere in Verbindung mit der \$AdS/CFT\$-Korrespondenz, ist der Einsatz von gekr{\"u}mmten Raumzeithintergr{\"u}nden mit Extradimensionen (insb. des \$AdS_5\$) eine der fruchtbarsten neuen Ideen bei der Suche nach Modellen jenseits des Standardmodells (SM). Dieser Ansatz brachte nicht nur frische Einsichten in die Physik stark wechselwirkender Feldtheorien, die zuvor st{\"o}rungstheoretischen Methoden verschlossen waren, sondern schaffte auch einen faszinierenden neuen Zusammenhang zwischen ph{\"a}nomenologi-schen Modellen an der TeV-Skala und der Gravitation. Dies hat unter anderem auch das Interesse an Modellen der elektroschwachen Symmetriebrechung ohne physikalische Skalarfelder (Higgslose Modelle'') in diesem Kontext mit dem Ziel neu aufleben lassen, Alternativen zu dem im Standardmodell der Teilchenphysik enthaltenen Higgs-Mechanismus zu finden. Bei der Umsetzung dieser Ideen lag das Hauptaugenmerk meisst auf potentiellen neuen Betr{\"a}gen zu elektroschwachen Pr{\"a}zisionsobservablen. Gleichzeitig gibt es jedoch sehr starke astrophysikalische Indizien daf{\"u}r dass die Antwort auf die Frage nach dem Ursprung der beobachteten Dunkelmaterie in Teilchenmodellen jenseits des Standardmodells zu finden ist. Die Natur der elektroschwachen Symmetriebrechung und der Dunkelmaterie geh{\"o}ren zu den zentralen Fragen deren Beantwortung dank aktueller und anstehender Experimente z.B. an Beschleunigern wie dem Tevatron wie auch in naher Zukunft am LHC in greifbare N{\"a}he r{\"u}ckt. Diese Situation legt nahe dass neue Szenarien jenseits des Standardmodells beide Fragestellungen gleicherma\ss en thematisieren sollten. In der vorliegenden Arbeit untersuchen wir die ph{\"a}nomenologischen Implikationen einer Erweiterung Higgsloser Modelle in 5D um Supersymmetrie mit erhaltener R-Parit{\"a}t im elektroschwachen Symmetriebrechungssektor. Das Ziel war, eine m{\"o}glichst einfache Erweiterung zu finden, die ein realistisches leichtes Spektrum aufweist und gleichzeitig einen guten Kandidaten f{\"u}r kalte Dunkelmaterie enth{\"a}lt, ohne zu viele freie Parameter einzuf{\"u}hren. Um dies zu bewerkstelligen, bot sich der gleiche Mechanismus an, der bereits f{\"u}r die Brechung der Eichsymmetrien zum Einsatz kommt, n{\"a}mlich die Brechung durch Randbedingungen. W{\"a}hrend Supersymmetrie in 5D vier Superladungen beinhaltet und somit eng mit \$\mathcal{N}=2\$ Supersymmetrie in 4D verwandt ist, wird allein durch den RS-Hintergrund die H{\"a}lfte der Symmetrien gebrochen, so dass nach der Kaluza-Klein-Reduktion lediglich eine erhaltene Supersymmetrie verbleibt. Davon ausgehend war das einfachste gangbare Szenario, die Brechung der verbleibenden Generatoren effektiv durch Randbedingungen auf der UV-Brane der RS-Raumzeit zu beschreiben. Obwohl hierdurch Teile des leichten SUSY-Spektrums, insb. die Superpartner der Fermionen, ausprojeziert werden, verbleibt die reichhaltige Ph{\"a}nomenologie von vollst{\"a}ndigen \$\mathcal{N}=2\$-Multiplets im Kaluza-Klein-Sektor. Das leichte erweiterte Spektrum besteht aus den Superpartnern der elektroschwachen Eichbosonen, die Massen um \$\mathcal{O}(100\mbox{ GeV})\$ erhalten. Die Neutralinos als Masseneigenzust{\"a}nde des neutralen Bino-Wino-Sektors sind automatisch die leichtesten Supersymmetrischen Teilchen (LSP) und damit nat{\"u}rliche Kandidaten f{\"u}r kalte Dunkelmaterie. Ihre Reliktdichte kann ohne exzessive Feineinstellung von Parametern in Einklang mit Beobachtungen gebracht werden. Das Modell sagt somit eine leichte NLSP-Masse im Bereich \$m_{\chi^+}\approx 100\dots 110\$ GeV und einen LSP bei etwa \$m_\chi\approx 90\$ GeV voraus. Am LHC hat der nicht-supersymmetrische Teilcheninhalt des Modells weitestgehend die gleichen ph{\"a}nomenologischen Konsequenzen wie sie bereits von Studien Higgsloser Modelle bekannt sind. Wir haben uns daher auf die Produktion des LSP und NLSP am LHC als typische Signatur des erweiterten Modells konzentriert, und insbesondere Monte-Carlo-Simulationen mit \nameomega/\namewhizard~zur Beobachtung von fehlender transversaler Energie (\$\ptmiss\$) in Assoziation mit schweren Quarks durchgef{\"u}hrt. Wir diskutieren geeignete Schnitte auf Winkel, invariante Massen und Impulse, und erhalten Hadronische Produktionsquerschnitte von \$\sigma>100\mbox{ fb}\$ bei \$14\mbox{ TeV}\$, die charakteristische \$\ptmiss\$-Verteilungen im \$\chi\chi t\overline{t}\$ Endzustand aufweisen. Der Nachweis {\"u}ber die Produktion von \$b\$-Paaren erweist sich als schwieriger. Unsere Ergebnisse legen nahe dass die Entdeckung dieses Typs von Dunkelmaterie in Higgslosen Modellen am LHC {\"u}ber fehlende transversale Energie mit wenigen fb\$^{-1}\$ bei 14 TeV m{\"o}glich ist, insofern eine zuverl{\"a}ssige Identifikation schwerer Quarks gegeben ist.},
  subject      = {Supersymmetrie},
  language  = {en}
}