Eine Suche nach langlebigen, schweren neutralen Leptonen ($\mathcal{N}$)
in 139~fb$^{-1}$ mit $\sqrt{s}=13$~TeV $pp$ Kollisionsdaten der Jahre 2015-2018 mit Hilfe des ATLAS-Detektors am Large Hadron Collider ist präsentiert.
Die $\mathcal{N}$ werden in $W \rightarrow \mathcal{N} \mu$ oder $W \rightarrow \mathcal{N} e$ produziert und zerfallen in zwei geladene Leptonen und ein Neutrino. Die Zerfallsprodukte des $\mathcal{N}$ bilden eine einzigartige versetzte Vertex-Signatur.
Die $\mathcal{N}$ Masse wird mit Hilfe einer neuartigen Technik rekonstruiert und genutzt, um zwischen Signal- und Untergrundereignissen zu differenzieren.
Es wurden keine Signalereignisse beobachtet, Sensitivitätsgrenzen werden auf die quadrierten Mischungsparameter zwischen rechtshändigen und linkshändigen Neutrinos für den $\mathcal{N}$ Massenbereich von $3$~GeV~$< m_{\mathcal{N}} < 15$~GeV gesetzt.
Zum ersten Mal werden diese Sensitivitätsgrenzen für Kopplungen für einen Neutino-Flavour, aber auch für Kopplungen für mehrere Neutrino-Flavour-Mischungsverhältnisse angegeben, die mit den gemessenen Neutrino-Oszillationsdaten für die invertierte und normale Massenhierarchie übereinstimmen.
Zusätzlich zu der bereits abgeschlossenen Suche nach $\mathcal{N}$ werden laufende Aktivitäten skizziert, die 66~fb$^{-1}$ und $\sqrt{s}=13.6$~TeV $pp$ Kollisionsdaten der Jahre 2022-2023 des ATLAS-Detektors und semi-leptonische $\mathcal{N}$ Zerfälle in ein geladenes Lepton und ein geladenes Pion einbeziehen. / A search for a long-lived, heavy neutral lepton ($\mathcal{N}$)
in 139~fb$^{-1}$ of $\sqrt{s}=13$~TeV $pp$ collision data collected between 2015 and 2018 by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider is presented.
The $\mathcal{N}$ is assumed to be produced via $W \rightarrow \mathcal{N} \mu$ or $W \rightarrow \mathcal{N} e$ and decays into two charged leptons and a neutrino, forming a unique displaced vertex signature.
A novel technique is used to reconstruct the $\mathcal{N}$ mass that discriminates between signal and background.
No signal is observed, and limits are set on the squared mixing parameters of the $\mathcal{N}$ with the left-handed neutrino states for the $\mathcal{N}$ mass range $3$~GeV~$< m_{\mathcal{N}} < 15$~GeV.
For the first time, limits are given for both single-flavour and multi-flavour mixing scenarios motivated by neutrino-flavour oscillation results for both the normal and inverted neutrino-mass hierarchies.
In addition to the concluded search for $\mathcal{N}$, ongoing efforts are outlined that include 66~fb$^{-1}$ of $\sqrt{s}=13.6$~TeV $pp$ collision data collected between 2022 and 2023 by the ATLAS detector and semileptonic $\mathcal{N}$ decays into a charged lepton and a charged pion.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/29286 |
| Date | 15 May 2024 |
| Creators | Appelt, Christian |
| Contributors | Lacker, Heiko, Worm, Steven, Husemann, Ulrich |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | (CC BY 4.0) Attribution 4.0 International, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
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