Numerical evaluation of slepton pair production. Using VegasFlow and PDFFlow to speed up the calculation of cross sections for slepton and sneutrino pair production at the LHC

Abstract

I søket etter ny fysikk videre etter standard modellen brukes det mye tid på å regne ut det samme tverrsnittet flere ganger. Spesielt for kollisjoner som involverer protoner så er parton distribusjon funksjonene veldig krevende å regne ut. I denne avhandlingen fokuserer vi på slepton par produksjon og evalueringen av parton distribusjon funksjonene ved å først regne ut tverrsnittet til det ledende order ved å bruke relevante Feynman regler fra standard modellen, og den minimale supersymmetriske standard modellen. Dette blir gjort ved å først utvikle Feynman reglene for Abelske og ikkeAbelske gauge teorier ved å bruke gruppe teori og vei integraler. Dette gjør at vi kan konstruere en invariant SU(N) Lagrangian og deretter finne de tilsvarende Feynman reglene. Vi ser også at den gauge fiksete kvantiserings prosedyren til Faddeev og Popov introduserer såkalte spåkelsesfelt til teorien. Fra den generelle SU(N) Lagrangianen, så kan vi finne Feynmanreglene til teorien om kvantekromodynamikk ved å ta i betrakning SU(3) gruppen. Kvantekromodynamikk er teorien som omhandler kvarker og gluoner og den blir brukt sammen med parton modellen til å regne ut resultatet for struktur funksjonene fra dypt inelastisk spredning og til å introdusere parton distribusjons funksjoner. Deretter gir vi et overblikk over den minimale supersymmetriske standard modellen slik at vi kan regne ut Drell-Yan pp → ˜li ˜lj tverrsnittet til ledende orden, mens det nest-ledende orden blir sitert. Vi bruker modulene VegasFlow og PDFFlow til å beregne det fulle tverrsnittet nummerisk og de tilsvarende usikkerhetene. Vår data kan da sammenlignes med tilsvarende resultater der vi ikke brukte de overnevnte modulene. Fra dette fant vi en forberding i tidsbruk på nesten 50% i evalueringstiden ved å bruke disse modellene. Denne økningen i effektivitet viser at det å inkludere VegasFlow og PDFFlow optimerer evalueringen av parton distribusjon funksjonene, og dermed reduserer mengden tid brukt på å regne ut det samme tverrsnittet.