New physics contamination in precision Bhabha scattering at future colliders

La luminosità un parametro fondamentale per i collider leptoni, in quanto ha il ruolo di fattore di normalizzazione per la determinazione di qualsiasi sezione d'urto. Questa Tesi affronta per la prima volta il problema della stima dell'impatto di Nuova Fisica sull'incertezza teorica delle misure di luminosità per i futuri collisori di precisione. La Standard Model Effective Field Theory (SMEFT) è utilizzata come strumento teorico per parametrizzare deviazioni dal Modello Standard. Essa è scritta in una serie di operatori gauge invarianti di dimensione di massa pari a 6, ognuno dei quali è dotato di un coefficiente numerico che regola la forza dell'accoppiamento. Per il calcolo delle regole di Feynman della teoria modificata è stato utilizzato un codice \texttt{Mathematica} reperibile in letteratura. Le valutazioni numeriche, eseguite con il generatore Monte Carlo BABAYAGA, prendono come input i valori dei coefficienti di Wilson ricavati dagli ultimi fit di dati di precisione ai collider. Nel caso dell'Electron Positron Future Circular Collider (FCC-ee), l'obiettivo di precisione per le misure di luminosità è dell'ordine di 10^{-4}. I risultati mostrano che, a questo livello di precisione, gli effetti di fisica sconosciuta non rappresentano una fonte di incertezza teorica.

Luminosity is a crucial parameter at lepton colliders, as it acts as the normalisation factor for any cross section determination. This Thesis addresses for the first time the problem of the estimation of the New Physics impact on the theoretical uncertainty of luminosity measurements for future precision colliders. The Standard Model Effective Field Theory (SMEFT) is used as the theoretical tool to parameterise deviations from the Standard Model. It is written in a series of gauge invariant mass dimension-6 operators suppressed by powers of the NP scale, each coming with a numerical coefficient governing the coupling strength. A \texttt{Mathematica} code found in Literature was employed for the calculation of the Feynman rules for the modified theory. Numerical evaluations, performed with the BABAYAGA Monte Carlo generator, take as inputs the values of the Wilson coefficients from the latest fits of colliders precision data. In the case of the Electron Positron Future Circular Collider (FCC-ee), the target precision for luminosity measurements is of the order of 10^{-4}. The results show that, at that precision level, unknown physics effects do not represent a source of theoretical uncertainty