Seitz, Nicolas ThomasNicolas ThomasSeitz2025-06-062025-06-062024-06-03https://dspace.ub.uni-siegen.de/handle/ubsi/6941The study of B-physics focuses on the properties and decays of B-mesons. It is essential for testing the Standard Model (SM) and investigating potential New Physics beyond the SM (BSM). In this thesis, the focus is on the weak and rare decay, Bs → μ+μ−, considered a golden channel in the search for BSM physics. The current SM prediction for the branching fraction contains higher order Quantum-Chromodynamics (QCD) and weak corrections and is leading order in Quantum-Electrodynamics (QED). The first part of this thesis focusses on diagrams that resolve the internal structure of the B-meson via exchange of a photon between the strange-quark and the final state muon. This is reflected in the dependence of the hadronic form factor on the Light-Cone-Distribution-Amplitude (LCDA) of the B-meson. In the Weak-Effective-Theory (WET), the flavor transition b → s is mediated by local operators. The electromagnetic dipole operator O_7 becomes particularly relevant in this thesis. The corresponding diagram is reanalysed from a theoretical perspective and calculated using the method of regions. The cancellation of endpoint divergences between different momentum regions is explicitly shown, and the rapidity logarithm is extracted. A factorization theorem is then provided, which must be renormalized by applying proper subtractions. The factorization theorems allows for the inclusion of QCD corrections. Firstly, building on the double-logarithmic term in the factorization theorem, leading-logarithmic (LL) QCD corrections are resummed to all orders in the strong coupling using renormalization-group evolution. Secondly, an explicit fixed-order calculation provides corrections to the relevant functions at next-to-leading order. The second part of this thesis deals with strange-quark mass corrections of the LCDA, which serves as a hadronic input function in the context of QCD factorization of exclusive B-meson decays. In general it is not easy to be calculated and information are obtained in general from experimental data. This thesis discusses the impact of a non-vanishing strange-quark mass on the LCDAs of B-mesons in the ``radiative tail''. Thereafter a numerical analysis of the LCDAs for different types of B-mesons is performed based on the inverse moment. A comparison with recent QCD sum-rule results is provided as a consistency check.Die B-Physik konzentriert sich auf die Eigenschaften und Zerfälle von B-Mesonen und ist entscheidend für die Überprüfung des Standardmodells (SM) und die Erforschung möglicher Neuer Physik jenseits des SM (BSM). In dieser Dissertation liegt der Schwerpunkt auf dem schwachen und seltenen Zerfall, Bs → μ+μ−, der als goldener Kanal bei der Suche nach BSM-Physik gilt. Die aktuelle SM-Vorhersage für das Verzweigungsanteil enthält Korrekturen höherer Ordnung der Quantenchromodynamik (QCD) und der schwachen Wechselwirkung sowie Beiträge führenden Ordnung der Quantenelektrodynamik (QED). Der erste Teil dieser Dissertation konzentriert sich auf Diagramme, die QED Effekte führender Ordnung einbeziehen. In diesem Zusammenhang wird die innere Struktur des B-Mesons durch den Austausch eines Photons zwischen dem Strange-Quark und dem Endzustandsmuon aufgelöst, was sich in der Abhängigkeit des hadronischen Formfaktors von der Lichtkegel-Distributions-Amplitude (LCDA) des B-Mesons widerspiegelt. In der Schwachen-Effektiven-Theorie (WET) wird der Flavor-Übergang b → s durch lokale Operatoren vermittelt. In dieser Dissertation ist der elektromagnetische Dipoloperator O_7 von besonderer Relevanz. Das entsprechende Diagramm wird theoretisch neu analysiert und unter Verwendung der Methode der Regionen berechnet. Die Aufhebung der Endpunktsdivergenzen zwischen verschiedenen Impulsregionen wird explizit gezeigt und der Rapiditäts-Logarithmus extrahiert. Anschließend wird ein Faktorisierungstheorem hergeleitet, das durch geeignete Subtraktionen renormalisiert werden muss. Das Faktorisierungstheorem ermöglicht die Einbeziehung von QCD-Korrekturen. Zunächst werden führende logarithmische (LL) QCD-Korrekturen zu allen Ordnungen in der starken Kopplung durch Renormierungs-Gruppen-Evolution resummiert, wobei auf dem numerisch relevanten doppelt-logarithmischen Term im Faktorisierungstheorem aufgebaut wird. Zweitens werden explizite Korrekturen zu den relevanten SCET-Funktionen in nächstführender Ordnung explizit berechnet. Im Kontext von Faktorisierungstheoremen für exklusive B-Mesonen-Zerfälle dient die LCDA als hadronische Funktion. Der zweite Teil dieser Dissertation diskutiert den Einfluss einer nicht verschwindenden Strange-Quarkmasse auf die LCDAs von B-Mesonen im „radiativen Schwanz“. Anschließend wird eine numerische Analyse der LCDAs für verschiedene Arten von B-Mesonen basierend auf dem inversen Moment durchgeführt. Ein Vergleich mit den neuesten QCD-Summenregel-Ergebnissen wird als Konsistenzprüfung bereitgestellt.en530 PhysikB-meson decayEndpoint divergencesFactorization theoremRefactorizationLCDAB-Meson ZerfallEndpunktdivergenzenFaktorisierungstheoremRefaktorisierungLCDADoctoral ThesisProf. Dr. Thorsten Feldmannurn:nbn:de:hbz:467-69412