Reconstruction of the W-boson and top-quark mass removing the influence of additional radiation

Author: 
Pascal Stienemeier
Date: 
Sep 2015

Thesis Type:

Measuring the parameters of the Standard Model of particle physics precisely is important for testing its internal consistency. One of the most important quantities to determine as exactly as possible is the mass of the heaviest known fundamental particle, the top quark. This analysis examines the influence of reconstructing the W-boson mass and the top-quark mass with a kinematic fit on made measurements. Different observables aiming to quantify biases on the mass reconstruction by initial state radiation are discussed. This study is performed on semileptonic top decays in simulated datasets and data out of proton-proton collisions recorded with the CMS experiment at a center-of-mass energy of $8$ TeV corresponding to an integrated luminosity of $19.7 \text{ fb}^{-1}$.

Die genaue Bestimmung der Parameter des Standard Modells der Teilchenphysik ist wichtig, um seine innere Konsistenz zu überprüfen. Ein wichtiger Bestandteil ist die möglichst genaue Bestimmung der Masse des schwersten Quarks, des Top-Quarks. In dieser Arbeit werden Einflüsse auf die Rekonstruktion der W- und der Topmasse mit einem kinematischen Fit der Messungen untersucht. Hierzu werden die Abhängigkeiten verschiedener Observablen für die Masse des W-Bosons und des Top-Quarks von Abstrahlungen im Ausgangszustand des Produktionsprozesses betrachtet. Analysiert wurden semileptonische Top-Zerfälle aus verschiedenen simulierten Datensätzen von vollständigen CMS-Detektorsimulationen und den im Jahre 2012 am LHC genommenen Daten. Die untersuchten Ereignisse entsprechen Proton-Proton-Kollisionen im CMS-Detektor am CERN bei einer Schwerpunktsenergie von $8$ TeV und einer integrierten Luminosität von $19.7 \text{ fb}^{-1}$.