Precision calculations for gamma gamma -> 4 fermions and H -> WW/ZZ -> 4 fermions
In dieser Arbeit werden Pr\xe4zisionsrechnungen f\xfcr die Prozesse gamma gamma -> 4 Fermionen und H -> WW/ZZ -> 4 Fermionen vorgestellt. \n\nAn einem gamma-gamma-Collider werden wegen des gro\xdfen Wirkungsquerschnitts genaue theoretische Vorhersagen f\xfcr die Prozesse gamma gamma -> WW -> 4f ben\xf6tigt. Mittels dieser Prozesse lassen sich unter anderem die \nEichboson-Kopplungen gamma-W-W und gamma-gamma-W-W messen. Au\xdferdem wird \xfcber virtuelle geladene, massive Teilchen \ndie Reaktion gamma gamma -> H -> WW/ZZ -> 4f \nerm\xf6glicht. Auf diese Weise l\xe4\xdft sich die Kopplung gamma-gamma-H messen, und relativ schwere Higgs-Bosonen k\xf6nnten erzeugt werden. \n\nF\xfcr Massen MH > 135 GeV zerf\xe4llt das Higgs-Boson haupts\xe4chlich \xfcber W- und Z-Bosonen in vier Fermionen. Bei der kinematischen Rekonstruktion dieser Zerf\xe4lle \nspielen Quanten-Korrekturen, insbesondere Photon-Bremsstrahlung, eine wichtige Rolle. Die Einbeziehung der Zerf\xe4lle der Eichbosonen in Fermionen ist zum einen wichtig, weil unterhalb von MH \u2248 2MW/MZ \u201eoff-shell\u201c-Effekte der Eichbosonen ber\xfccksichtigt werden m\xfcssen. Zum anderen lassen sich mit Hilfe von Winkel- und Energie-Verteilungen der Fermionen der Spin und die CP-Eigenschaften des Higgs-Bosons bestimmen. \n\nBesonders geeignet f\xfcr den Vergleich theoretischer Vorhersagen mit experimentellen Daten sind Monte-Carlo-Generatoren. F\xfcr die Prozesse gamma gamma -> 4f und H -> WW/ZZ -> 4f werden solche Programme konstruiert. Sie liefern zum einen die kompletten Vorhersagen in niedrigster Ordnung der St\xf6rungstheorie. Zum anderen enthalten sie Quanten-Korrekturen, die sich unterteilen lassen in reelle Korrekturen, welche durch Photon-Bremsstrahlung gegeben sind, und virtuelle Korrekturen. W\xe4hrend die virtuellen Quanten-Korrekturen zu gamma gamma -> WW -> 4f in der Doppel-Pol-N\xe4herung berechnet werden, in der nur die doppelt resonanten Beitr\xe4ge ber\xfccksichtigt werden, werden zu den Prozessen H -> WW/ZZ -> 4f die kompletten Quantenkorrekturen der Ordnung O(alpha) \nberechnet. F\xfcr die Behandlung der in den virtuellen und reellen Korrekturen auftretenden infraroten Divergenzen (\u201esoft\u201c und \u201ecollinear\u201c) wird wahlweise die Dipol-Subtraktions-Methode oder die Phase-Space-Slicing-Methode verwendet. \nNicht bei allen Observablen m\xfcssen sich die bei kollinearer Photon-Abstrahlung auftretenden Massen-Singularit\xe4ten gegenseitig aufheben. Um auch solche nicht-kollinear-sichere Observablen untersuchen zu k\xf6nnen, wird die Dipol-Subtraktions-Methode diesbez\xfcglich \nerweitert. \n\nDie Diskussion der numerischen Ergebnisse umfasst den Einfluss eines realistischen Photon-Spektrums auf die Wirkungsquerschnitte, das Potential eines gamma-gamma-Colliders, Grenzen an anomale \nEichboson-Kopplungen zu setzen, sowie verschiedene Verteilungen in der Invarianten \nMasse, in der Energie und in Winkeln, die f\xfcr eine Rekonstruktion der Eichbosonen und die \nBestimmung der Eigenschaften des Higgs-Bosons genutzt werden k\xf6nnen.