Unveiling New Physics Hints through the Higgs Sector

Per svelare i misteri della fisica oltre il Modello Standard si deve innanzitutto capire appieno il Modello Standard stesso ed in particolare il settore di Higgs, di gran lunga il meno compreso. In questa dissertazione delineiamo due possibili approcci a tale riguardo: si può assumere un’atteggiamento fenomenologico, cercando di parametrizzare in maniera ottimale gli esperimenti ad LHC, oppure un punto di vista più formale cercando di aumentare la nostra comprensione teorica del settore di Higgs (nella speranza di comprenderne i misteri). Nella prima parte di questa dissertazione, affrontiamo la questione delle correzioni infrarosse nella fisica degli acceleratori di particelle. Il nostro obiettivo è una descrizione generale di tali correzioni, da poter utilizzare in modo “model-independent” quando si cerca di caratterizzare la fenomenologia di nuova fisica ad LHC. Innanzitutto ci focalizziamo sulle correzioni elettromagnetiche (bremsstrahlung), fornendo un formalismo compatto e generale per descrivere la bremsstrahlung da correnti fermioniche neutre. Esemplifichiamo poi i nostri risultati tramite l’esempio del decadimento “h -> 2e 2mu”. In seguito ampliamo la nostra discussione per includere le correzioni elettrodeboli, limitandoci ai cosiddetti contributi doppio-logaritmici (importanti per i processi di produzione dell’Higgs) e concentrandoci sul caso di produzione associata Higgs-Z e Higgs-W. Nella seconda parte di questa dissertazione adottiamo un approccio complementare e effettuiamo uno studio teorico di una classe di teorie supersimmetriche chiamate “high-scale SUSY”. Sfruttando la struttura estremamente rigida del settore di Higgs in tali teorie, traiamo conclusioni molto interessanti riguardo la loro fattibilità nel piano (“massa dell’Higgs”, “massa del top”).