Milada Margarete Mühlleitner, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2000 :
Kurzfassung
Diese Doktorarbeit präsentiert eine theoretische Analyse der
Eigenschaften von Higgsteilchen im Standard Modell (SM) und der
minimalen supersymmetrischen Erweiterung (MSSM), die am LHC und
e+e- Linearcollidern untersucht werden können. Das Ziel ist, das
Higgspotential zu rekonstruieren und dadurch den Higgsmechanismus zu
überprüfen. Für die MSSM Higgs-Boson Produktion an
zukünftigen gg-Beschleunigern werden Prozesse in
verschiedenen Zerfallskanälen berechnet. Schwere skalare und
pseudoskalare Higgs-Bosonen können im b\bar{b} Endzustand im
gesamten untersuchten Massenbereich von 200 bis 800 GeV für mittlere
und große Werte von tanb entdeckt werden. Der
t+t- Kanal erlaubt die Entdeckung von schweren Higgs-Bosonen
für große Werte von tanb. Es werden mehrere Mechanismen
untersucht, die an e+e- Linearbeschleunigern für die
Lebensdauerbestimmung eines Higgs-Bosons im intermediären
Massenbereich verwendet werden können. Im WW-Kanal kann die
Lebensdauer von Higgs-Skalaren, die leichter als ~ 160 GeV sind,
mit einem Fehler von weniger als 10% bestimmt werden. Die
Rekonstruktion des Higgspotentials erfordert die Messung der
Higgs-Selbstkopplungen. Die trilinearen Higgs-Kopplungen des SM und
des MSSM sind in der Produktion von zwei und drei Higgsteilchen
zugänglich. Es wird eine theoretische Analyse in den am LHC und an
e+e- Linearbeschleunigern relevanten Kanälen durchgeführt.
Bei hohen Luminositäten kann die trilineare Higgs-Selbstkopplung des
SM mit einer Genauigkeit von 20% an einem 500 GeV e+e-
Linearbeschleuniger gemessen werden. Die MSSM Kopplung zwischen drei
leichten Higgs-Bosonen muß in der Kontinuumsproduktion ermittelt
werden. Die übrigen trilinearen Kopplungen sind in einem
eingeschränkten Parameterbereich des MSSM-Parameterraumes
meßbar. Am LHC kann die Hhh-Kopplung in resonanten Zerfällen
untersucht werden.
This thesis presents a theoretical analysis of the properties of the Higgs bosons in the Standard Model (SM) and the minimal supersymmetric extension (MSSM), which can be investigated at the LHC and e+e- linear colliders. The final goal is the reconstruction of the Higgs potential and thus the verification of the Higgs mechanism. MSSM Higgs boson production processes at future gg colliders are calculated in several decay channels. Heavy scalar and pseudoscalar Higgs bosons can be discovered in the b\bar{b} final state in the investigated mass range 200 to 800 GeV for moderate tand large values of tanb. The t+t- channel provides a heavy Higgs boson discovery potential for large values of tanb. In the chargino and neutralino channel the different topology of the decay products can be exploited to extract the neutralino signal from the chargino background. Several mechanisms that can be exploited at e+e- linear colliders for the measurement of the lifetime of a SM Higgs boson in the intermediate mass range are analysed. In the WW mode, the lifetime of Higgs scalars with masses below ~ 160 GeV can be determined with an error less than 10%. The reconstruction of the Higgs potential requires the measurement of the Higgs self-couplings. The SM and MSSM trilinear Higgs self-couplings are accessible in double and triple Higgs production. A theoretical analysis is presented in the relevant channels at the LHC and e+e- linear colliders. For high luminosities, the SM trilinear Higgs self-coupling can be measured with an accuracy of 20% at a 500 GeV e+e- linear collider. The MSSM coupling among three light Higgs bosons has to be extracted from continuum production. The other trilinear Higgs couplings are measurable in a restricted range of the MSSM parameter space. At the LHC, the Hhh coupling can be probed in resonant decays.