Boushmelev, AnastasiaAnastasiaBoushmelev2026-05-132026-05-132026https://dspace.ub.uni-siegen.de/handle/ubsi/9046The Standard Model of Particle Physics (SM) is one of the most successful theories, describing the interactions of the fundamental building blocks of nature. However, a number of questions remain unanswered and require the exploration of physics beyond the SM. Aside from some fundamental problems like dark matter and dark energy, there are also small tensions in the data on flavour physics processes, indicating that physics beyond the SM must exist. Flavour physics, and in particular heavy quark physics, involve a broad range of theoretical methods, including tools to estimate or even compute non-perturbative quantities. The focus of this thesis lies on the application of non-perturbative methods for heavy quark systems. This will be exemplified by describing three projects. First, we discuss the treatment of quark masses within the heavy quark expansion and effective field theory. This framework provides powerful predictions for inclusive heavy hadron decays where the treatment of the quark mass plays a crucial role. Since the quark mass itself is not a physical observable, several short-distance mass schemes have been developed to minimize uncertainties induced by the quark mass. We suggest replacing the quark mass directly with an observable. Then we switch to another method by studying the exclusive decay process B → pΨ, observed as a proton and missing energy in the final state indicating the presence of a dark antibaryon Ψ. We determine the decay width using the QCD light-cone sum rule framework. In order to parameterize the non-perturbative effects in the operator product expansion, we systematically include all contributions up to twist six in the nucleon distribution amplitudes. Finally, we apply lattice QCD to a non-perturbative study of the exclusive Bs → Ds* ℓ νℓ decay parameterized by four form factors. Such b → c quark decays are of great phenomenological interest because they allow extraction of the CKM matrix element |Vcb| or testing of lepton flavour universality. We use ratios of two-point over three-point correlation functions evaluated on RBC/UKQCD’s set of 2+1 flavour gauge field ensembles. Following renormalization and extrapolation to the physical charm mass, we present a preliminary chiral-continuum fit in the simulated q² region.Das Standardmodell der Teilchenphysik ist eine der erfolgreichsten Theorien und beschreibt die Wechselwirkungen der fundamentalen Bausteine der Natur. Dennoch bleiben eine Reihe von Fragen unbeantwortet und erfordern die Erforschung von Physik jenseits des Standardmodells. Abgesehen von grundlegenden Problemen wie dunkler Materie und dunkler Energie gibt es auch kleine Spannungen in den Daten zu Flavour Physik Prozessen, die darauf hindeuten, dass Physik jenseits des SM existieren muss. Flavour Physik und insbesondere Schwerquark-Physik umfassen ein breites Spektrum theoretischer Methoden, einschließlich Werkzeugen zur Abschätzung oder sogar Berechnung nicht-perturbativer Größen. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Anwendung nicht-perturbativer Methoden für Schwerquark-Systeme. Dies wird anhand der Beschreibung dreier Projekte veranschaulicht. Zunächst diskutieren wir die Behandlung von Quarkmassen innerhalb der Heavy Quark Expansion und effektiven Feldtheorien. Dieses Konzept liefert präzise Vorhersagen für inklusive Zerfälle schwerer Hadronen, wobei die Behandlung der Quarkmasse eine entscheidende Rolle spielt. Da die Quarkmasse selbst keine physikalische Observable ist, wurden mehrere Massenschemata auf kurzen Distanzen entwickelt, um die durch die Quarkmasse induzierten Unsicherheiten zu minimieren. Wir schlagen vor, die Quarkmasse direkt durch eine Observable zu ersetzen. Anschließend wechseln wir zu einer anderen Methode, indem wir den exklusiven Zerfallsprozess B → pΨ untersuchen, der als Proton und fehlende Energie im Endzustand, welche auf das dunkle Anti-Baryon Ψ hinweist, beobachtet wird. Wir bestimmen die Zerfallsbreite unter Verwendung des QCD-Lichtkegel-Summenregel Formalismus. Um die nicht-perturbativen Effekte in der Operator-Produkt-Entwicklung zu parametrisieren, berücksichtigen wir systematisch alle Beiträge bis Twist sechs zu den Nukleon-Verteilungsamplituden. Schließlich wenden wir die Gitter-QCD auf eine nicht-perturbative Untersuchung des exklusiven Bs → Ds∗ ℓ νℓ Zerfalls an, der durch vier Formfaktoren parametrisiert wird. Solche b → c-Quark Zerfälle sind von großem phänomenologischem Interesse, da sie die Extraktion von dem CKM-Matrixelement |Vcb| oder die Überprüfung der Lepton-Flavour-Universalität ermöglichen. Wir verwenden Verhältnisse von 2-Punkt- zu 3-Punkt-Korrelationsfunktionen, die auf dem Satz von 2+1-Flavour-Eichfeld-Ensembles von RBC/UKQCD ausgewertet wurden. Nach Renormierung und Extrapolation zur physikalischen Charm-Masse präsentieren wir einen vorläufigen chiralen Kontinuums-Fit im simulierten q2-Bereich.enAttribution-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/530 PhysikHeavy Quark PhysicsPhysik der schweren QuarksDoctoral ThesisMannel, Thomasurn:nbn:de:hbz:467-90468