Kurzfassung
In dieser Arbeit werden Untersuchungen zu Präzisionsphysik bei der Paar-Produktion
von skalaren Leptonen an e+e- und e-e- Linearcollidern vorgestellt. Durch die Messung
der Produktions-Wirkungsquerschnitte an der Schwelle und im Kontinuum können die
Massen und Kopplungen der skalaren Leptonen mit hoher Präzision bestimmt werden.
Dies ist von grundlegender Bedeutung für die experimentelle Identifikation von Supersymmetrie
und die Untersuchung des zugrundeliegenden Mechanismus, der für die Brechung
von Supersymmetrie verantwortlich ist.
Für eine zuverlässige theoretische Vorhersage der Anregungskurve an der Schwelle wird die Behandlung von Breiten- und Coulomb-Streuungs-Effekten diskutiert, wobei im besonderen die Erhaltung der Eichinvarianz berücksichtigt wird. Außerdem wird der Einfluß von sowohl Standardmodell- als auch supersymmetrischen Hintergründen untersucht, und gezeigt, wie diese durch geeignete Schnitte und Strahl-Polarisation kontrolliert werden können. Des weiteren werden die vollständigen Strahlungskorrekturen zur Produktion von rechts-chiralen Selektronen und Smyonen in nächstführender Ordnung im Minimalen Supersymmetrischen Standardmodell (MSSM) vorgestellt. Dies stellt einen ersten Schritt für ein fundiertes theoretisches Verständnis der Wirkungsquerschnitte der skalaren Leptonen im Kontinuum dar. Die Korrekturen ergeben einen wichtigen Effekt, der deutlich über der erwarteten experimentellen Präzision liegt. Ein dritter Schwerpunkt beschäftigt sich mit der Präzision der Massenbestimmung in Schwellen-Scans und der Frage, welche Informationen über supersymmetrische Kopplungen aus der Produktion von skalaren Leptonen erhalten werden können.
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 crosssections 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.