Die Suche nach dem Higgs Boson ist ein zentraler Forschungsschwerpunkt der modernen Teilchenphysik. Zum einen ist das Higgs Boson das einzige bislang unentdeckte Teilchen des Standard Modells. Zum anderen gibt seine mögliche Entdeckung eine bessere Einsicht in die Natur neuer Physik. Mit der Inbetriebnahme des Large Hadron Colliders, LHC, am europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf konnten Proton-Proton Kollisionen mit bislang unerreichten Schwerpunktsenergien von √s = 7 TeV beziehungsweise √s = 8 TeV erzielt werden.
In der vorliegenden Arbeit wird die Messung des Wechselwirkungsquerschnitts pp→Z/γ→τ⁺τ⁻ im gemischten leptonischen Endzustand mit Daten des ATLAS Detektors durchgeführt. Der Zerfall der kohärenten Summe aus Photon, γ, und Z Boson in zwei τ -Leptonen ist ein irreduzibler Untergrund von Higgs Boson Zerfällen in zwei τ -Leptonen. Eine genaue Kenntniss des Massenspektrums sowie dessen Normierung ist deswegen für die Higgs Boson Suche essentiell. Die verwendeten Daten entsprechen einer integrierten Luminosität von L = 35,51 pb⁻¹ bei einer Schwerpunktsenergie von √s = 7 TeV. Die Messung erzielt einen Wechselwirkungsquerschnitt von σ×BR(Z→ττ ) = (1041 ± 143 ± 74 ± 35) pb. Die angegebenen Unsicherheiten entsprechen den statistischen, den systematischen und den Unsicherheiten aus Luminositätsmessungen. Das Ergebnis stimmt mit dem theoretisch bestimmten Wert sowie dem Ergebnis anderer Experimente innerhalb seiner Unsicherheiten überein.
Im zweiten Teil der Arbeit werden verschiedene Massenrekonstruktionsmethoden von Zerfällen in zwei τ-Leptonen untersucht. Die Analyse konzentriert sich dabei auf Higgs Bosonen, der minimalen supersymmetrischen Erweiterung des Standard Modells; insbesondere auf deren Zerfall in zwei τ-Leptonen und weiter in den gemischten leptonischen Endzustand, Φ→τ⁺τ⁻→eμ+4υ. Die untersuchten Massenrekonstruktionsmethoden sind die sichtbare Masse, die effektive Masse, sowie die früh- und spät-projizierte transversale Masse. Weiterhin werden Abhängigkeiten der Massenverteilungen vom transversalen Impuls der Leptonen des Endzustandes, sowie der fehlenden transversalen Energie festgestellt. Eine Abhängigkeit vom transversalen Impuls des energiereichsten Jets hingegen konnte nicht nachgewiesen werden. Eine mögliche Eliminierung der Variablenabhängigkeiten wird untersucht, zeigt jedoch dass sie zu einer schlechteren Trennung zwischen Signal und Untergrundprozessen sowie einer schlechteren Auflösung unterschiedlicher Higgs Boson Massen führt. Mit der Kalibrierung der berechneten Massen der verschiedenen Rekonstruktionstechniken wird die Arbeit abgeschlossen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:26817 |
| Date | 25 February 2013 |
| Creators | Kormoll, Kathrin |
| Contributors | Kobel, Michael, Stöckinger, Dominik, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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