Photonic SUSY Two-Loop Corrections to the Muon Magnetic Moment

Photonic SUSY two-loop corrections to the muon magnetic moment are contributions from diagrams where an additional photon loop is attached to a SUSY one-loop diagram. These photonic corrections are evaluated exactly, extending a leading-log calculation by Degrassi and Giudice. Compact analytical expressions are provided and the numerical behaviour is discussed. The photonic corrections reduce the SUSY one-loop result by 7...9%. The new terms are typically around ten times smaller than the leading logarithms, but they can be larger and have either sign in cases with large SUSY mass splittings. We also provide details on renormalization and regularization and on how to incorporate the photonic corrections into a full SUSY two-loop calculation.Comment: 25 page

Squark production in R-symmetric SUSY with Dirac gluinos: NLO corrections

R-symmetry leads to a distinct realisation of SUSY with a significantly modified coloured sector featuring a Dirac gluino and a scalar colour octet (sgluon). We present the impact of R-symmetry on squark production at the 13 TeV LHC. We study the total cross sections and their NLO corrections from all strongly interacting states, their dependence on the Dirac gluino mass and sgluon mass as well as their systematics for selected benchmark points. We find that tree-level cross sections in the R-symmetric model are reduced compared to the MSSM but the NLO K-factors are generally larger in the order of ten to twenty per cent. In the course of this work we derive the required DREG $\to$ DRED transition counterterms and necessary on-shell renormalisation constants. The real corrections are treated using FKS subtraction, with results cross checked against an independent calculation employing the two cut phase space slicing method.Comment: 46 pages, 15 figures; updated to match published versio

Production of scalar leptons at linear colliders

This thesis presents an analysis of precision physics in pair production of scalar leptons at e+e- and e-e- linear colliders. From the measurement of the production cross-sections near threshold and in the continuum it is possible to determine the masses and couplings of the scalar leptons with high precision. This is important for the experimental establishment of supersymmetry and the investigation of the fundamental source of supersymmetry breaking. In order to provide reliable theoretical predictions for the excitation curves near threshold, the treatment of non-zero width and Coulomb rescattering effects is studied with special emphasis on the preservation of gauge-invariance. The influence of backgrounds both from Standard Model and supersymmetric sources is investigated, and it is shown how they can be controlled with suitable cuts and beam polarization. Secondly, the complete next-to-leading order radiative corrections to the production of right-chiral selectrons and smuons in the minimal supersymmetric standard model (MSSM) are presented. This comprises a first step towards a firm theoretical understanding of the scalar lepton cross-sections in the continuum. The corrections are found to be sizeable for the expected experimental accuracy. The third major part discusses the precision of the mass determination in threshold scans and the information about supersymmetric couplings that can be obtained from scalar lepton production

A Tale of Scales - Fermion Masses and Mixing in Minimal Supersymmetric SO(10_{10}) and Resummation of Gluino Contributions to the MSSM Higgs Potential

Der erste Teil dieser Arbeit untersucht den Yukawa Sektor eines minimalen supersymmetrischen SO($_{10}$) Modells. Eine globale Analyse ergibt, dass die GUT Vorhersagen für Fermionmassen und deren Minschungsobservablen von jüngsten Daten aus Neutrinoexperimenten und Gittersimulationen angefochten werden. Weiterhin zeigt sich, dass die möglichen Werte für SUSY Schwellenkorrekturen zu den Yukawa Kopplungen erheblich eingeschränkt sind. Der zweite Teil befasst sich mit den Quantenkorrekturen von schweren Gluinos zum MSSM-Higgspotenzial. Die ausdrückliche Resummierung dieser Effekte zu allen Ordnungen der Störungstheorie zeigt den Zusammenhang zum Renormierungsschema der Topsquarks mit dem Ergbnis, dass für Niederenergieobservablen das $\textit{on-shell}$ Schema angewandt werden sollte. Ferner kann das $\textit{fine-tuning}$ im MSSM, verglichen mit dem Ergebnis in führender Ordnung, weniger drastisch sein, wenn diese Beiträge berücksichtigt werden

Phenomenology of the Higgs sectors of the uvSSM and the N2HDM

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid. Facultad de Ciencias, Departamento de Física Teórica. Fecha de Lectura: 05-09-201

Higher-Order Corrections in the 2HDM, N2HDM and NMSSM

Bis zum heutigen Tag ist das Standardmodell der Teilchenphysik weithin als die grundlegendste Quantenfeldtheorie anerkannt welche mit den präzisen Messungen von Teilchenbeschleuniger-Experimenten vollständig kompatibel ist. Trotz dieses enormen Erfolgs vermag das Modell nicht alle verbleibenden offenen Fragen der Grundlagenphysik zu beantworten. Um dieses Manko zu überwinden werden Theorien jenseits des Standardmodells untersucht. In dieser Arbeit berechnen wir Korrekturen höherer Ordnung zu Observablen in den erweiterten Higgs-Sektoren dreier verschiedener Theorien jenseits des Standardmodells. Wir untersuchen das Zwei-Higgs-Dublett-Modell und das Nichtminiale Zwei-Higgs-Dublett-Modell als zwei Erweiterungen des Standardmodells hinsichtlich der Higgs-Potentiale der Theorien. In beiden Modellen führen wir die vollständige elektroschwache Renormierung aller unabhängigen Parameter der Theorien durch und präsentieren verschiedene Renormierungsschemata für die skalaren Mischungswinkel der erweiterten Higgs-Sektoren. Wir berechnen die vollständigen elektroschwachen ein-Schleifen-Korrekturen zu den partiellen Zerfallsbreiten der Zerfälle aller Higgs-Bosonen in beiden Theorien. Weiterhin stellen wir die zwei neu entwickelte Computerprogramme 2HDECAY und ewN2HDECAY vor, welche die numerische Auswertung der partiellen Zerfallsbreiten und Verzweigungsverhältnisse in beiden Modellen ermöglichen. Um die Relevanz der berechneten Korrekturen zu quantifizieren, nutzen wir die neu entwickelten Programme für numerische Analysen und schätzen die verbleibende theoretische Unsicherheit unserer Berechnungen ab. Die dritte in dieser Arbeit untersuchte Theorie ist das ladungs- und paritätsverletzende Nichtminimale Supersymmetrische Standardmodell. In unserer Arbeit berechnen wir die $\mathcal{O}(\alpha _t^2)$-zwei-Schleifen-Korrekturen zu den Massen der Higgs-Bosonen dieses Modells. Zu diesem Zweck führen wir die ein- und zwei-Schleifen-Renormierung der Theorie durch, wobei wir uns auf Beiträge zu den $\mathcal{O}(\alpha _t^2)$-Korrekturen beschränken. Die Ergebnisse unserer Rechnungen sind in einer neuen Version des Computerprogramms NMSSMCALC eingepflegt. Zur Demonstration der Relevanz der neu berechneten Korrekturen analysieren wir die Größe der $\mathcal{O}(\alpha _t^2)$-zwei-Schleifen-Beiträge numerisch

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. Des 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%