Promotionsvortrag von Dominik Suelmann

In dieser Arbeit werden Signaturen neuer Physik in seltenen Charmzerfällen und deren Interpretation diskutiert. Unter seltenen Zerfällen versteht man hier flavour-wechselnde neutrale Ströme, insbesondere hadronische c -> u l l, c -> u + inv. und c -> u γ Übergänge. Man sollte in der Suche nach neuer Physik jeden Winkel durchsuchen und da sich neue Physik womöglich im Up-Sektor versteckt, eröffnet dies einzigartige Möglichkeiten um in Charmzerfällen nach Physik jenseits des Standardmodells zu suchen.
Auf Grund der besonders starken GIM und CKM Unterdrückung ergeben sich zahllose Möglichkeiten von Nulltests in Charm, welche ohne jegliche Theorieunsicherheiten experimentell überprüft werden können. Durch die Verfügbarkeit erster Standardmodell-kompatibler Messergebnisse, sind Theorieunsicherheiten jedoch jetzt von Bedeutung.
Diese Arbeit strebt an diese Messergebnisse bezüglich Einschränkungen an neue Physik zu interpretieren und versucht Verbesserungsvorschläge für zukünftige Messungen abzuleiten. Um Effekte nicht-lokaler Standardmodellwechselwirkungen in c -> u l l Zerfällen zu beschreiben, wird auf daten-basierte Methoden zur Beschreibung von Resonanzstrukturen zurückgegriffen. Hierbei sticht besonders der Zerfall D -> π π l l als Testumgebung für eine Vielzahl von QCD Modellen hervor. Der erste globale Fit von c -> u mu mu Übergängen wird in dieser Arbeit durchgeführt, wobei Schranken an Verzweigungsverhältnisse von Zerfällen den dominanten Beitrag für die aktuelle Sensitivität darstellen.
Nulltests erweisen sich jedoch als wichtige Observablen für die Zukunft. Um auf den Forschungsergebnissen dieser Arbeit in Zukunft aufbauen zu können, werden daher insbesondere die Observablen von Λc -> p l l  in die öffentlich zugängliche Software EOS implementiert. Für c -> u + inv. existieren nur wenige experimentelle Suchen und erlaubte Verzweigungsverhältnisse von bis zu O(10^-4) werden in einigen Zerfallskanälen ermittelt. Dies ermöglicht es nach etlichen Modellen neuer Physik zu suchen, welche fehlende Energie als Signatur haben. Als letztes werden auch QCD Effekte in c -> u γ Übergängen untersucht, indem Methoden der QCD Faktorisierung mit Daten verglichen werden und Verbesserungen von Vorhersagen durch Lichtkege-Summationsregeln betrachtet werden.