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Physik bei ILC und CLIC

Simulation eines Top-Schwellenscans am ILC zur Bestimmung der Masse des Top-Quarks. Diese Simulation berücksichtigt die theoretischen Unsicherheiten von aktuellen Theorierechnungen zur Top-Quark Produktion in Elektron-Positron Kollisionen
Simulation eines Top-Schwellenscans am ILC zur Bestimmung der Masse des Top-Quarks. Diese Simulation berücksichtigt die theoretischen Unsicherheiten von aktuellen Theorierechnungen zur Top-Quark Produktion in Elektron-Positron-Kollisionen. (Bild: F. Simon/MPP)

Ein Linear Collider ermöglicht ein breites experimentelles Programm, mit einer Kombination aus garantierten Messungen im Higgs-, Top- und elektroschwachen Präzisions-Sektor, und der noch spekulativen Möglichkeit der Entdeckung und der Spektroskopie von Neuer Physik jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik.

Eine aktuelle Studie der Gruppe in diesem Kontext ist die Untersuchung der Möglichkeiten zur präzisen Messung der Masse des Top-Quarks. Eine bessere Kenntnis dieses wichtigen Parameters hätte eine große Bedeutung, unter anderem für ein besseres Verständnis der Stabilität des Standardmodell-Vakuums. Unsere Ergebnisse zeigen dass ein Top-Schwellenscan an einem Linear Collider die einzigartige Möglichkeit bietet, die Masse des Top-Quarks mit einer Genauigkeit von unter 100 Megaelektronenvolt bei Berücksichtigung theoretischer und experimenteller Unsicherheiten in einer theoretisch gut verstandenen Umgebung zu bestimmen. Diese Präzision kann sowohl bei ILC als auch bei CLIC erreicht werden.  

Des weiteren untersuchen wir das volle Potential für Higgs-Physik bei CLIC. Die Möglichkeiten zur Messung der Verzweigungsverhältnisse der Zerfälle in Bottom- und Charm-Quarks sowie in Gluonen, und das Verhältnis der beiden Produktionsmechanismen via eines Z-Bosons und der Fusion zweier W-Bosonen werden in realistischen Detektorsimulationen untersucht. Diese und andere Ergebnisse find in kombinierte Analysen Eingang, die die Fähigkeiten von CLIC für eine präzise Untersuchung dieses neuentdeckten Sektors der Teilchenphysik demonstrieren.