On-shell methods in QCD and for WBF Higgs

Abstract

Se estudian técnicas recursivas para calcular de forma eficiente amplitudes de scattering a nivel perturbativo en teorías gauge, en particular procesos a tree-level y one-loop en la teoría QCD. Usando el formalismo de los espinores de helicidad, se discute la fórmula de recursión BCFW para obtener amplitudes de tree-level y la unitariedad de la matriz-S para obtener las partes cutconstructible y racional a one-loop. Se propone un nuevo formalismo para calcular amplitudes a one-loop en regularización dimensional en cromodinamica cuántica (QCD). Nuestro propósito combina la unitariedad generalizada junto con una extensión de la ecuación de Dirac con masa m + iμγ5. Se prueba que por este método, es posible reconstruir la amplitud de scattering con el uso de cortes unitarios en un formalismo basado en los espinores de helicidad. El cálculo de las amplitudes a tree-level en este escenario permite la automatización del cálculo de la partes cut-constructible y racional de una amplitud a one-loop. Este formalismo es verificado al calcular la corrección a one-loop en QCD a la amplitud de scattering de la producción de dos gluones por la aniquilación de quark anti-quark y el proceso a two-loop de la fusión de tres gluones en un Higgs.

Abstract. We study recursive techniques for efficient computation of perturbative scattering amplitudes in gauge theory, in particular tree and one-loop processes in QCD theory. By using the spinor-helicity formalism, we discuss BCFW recursion to get amplitudes at tree-level and the unitarity of the S-matrix to get the cut-constructible and rational parts at one-loop. We propose a new formalism to compute one loop scattering amplitudes in dimensional regularized quantum chromodynamics (QCD). Our proposal combines the generalized D-dimensional unitarity together with an extension of the Dirac equation with mass m+iμγ5. We prove that, by this procedure, is possible to reconstruct the full scattering amplitudes by performing only four dimensional unitarity cuts in a formalism based on helicity spinors. The calculation of tree level scattering amplitude, in this framework, allows for an automatized computation of cut-constructible and rational parts of one loop scattering amplitudes. The method is checked by computing the QCD one loop correction to the scattering amplitude of two gluons production by quark anti-quark annihilation and the processes at two-loop of three gluons fusion in a Higgs.