Studie zur Suche angeregter Top-Quarks mit Hilfe des CMS-Experiments bei $\sqrt{s}$ = 13 TeV

Author: 
Jens Multhaup
Date: 
Oct 2016

Thesis Type:

In der vorliegenden Arbeit wird eine Suche nach Paarproduktion angeregter Top-Quarks durchgeführt, die durch Abstrahlung eines Gluons in ein Top-Quark übergehen. Die analysierten Daten wurden vom CMS-Detektor im Jahr 2015 bei einer Schwerpunksenergie von $\sqrt{s} = 13$ TeV aufgenommen und entsprechen einer integrierten Luminosita ̈t von 2,7fb$^{−1}$. Zur Anreicherung möglicher angeregter Top-Quarks gegenüber dem vorhergesagten Standardmodell-Untergrund werden in der Selektion exakt ein Myon und mindesten vier Jets gefordert. Anschließend wird die Masse angeregter Top-Quarks rekonstruiert. Zur Beschreibung des Untergrundes wird eine datengetriebene Methode angewandt, bei der eine analytische Funktion an den summierten, simulierten Untergrund gefittet wird. Es wird kein Überschuss an Daten gegenüber der Standardmodellvorhersage festgestellt. Durch Paarproduktion erzeugte angeregte Top-Quarks die ausschließlich durch Abstrahlung eines Gluons in ein Top-Quark übergehen, können bis zu einer Masse von 1000 GeV/c$^{2}$ bei einem Konfidenzintervall von 95% ausgeschlossen werden.

In this thesis a search for pair-produced excited top-quarks decaying into gluons and top quarks is presented. The analyzed dataset was recorded with the CMS detector in the year 2015 at a center-of-mass energy of $\sqrt{s} = 13$ TeV and corresponds to an integrated luminosity of 2.7fb$^{−1}$. To enrich possible excited top-quark events over the Standard-Modell background through the selection, exactly one muon and at least four jets are required. Afterwards the mass of an excited top-quark is reconstructed. The background is estimated by a data-driven method. Therefore an analytical function is fitted to the summed, simulated background. No excess over background processes is observed and exclusion limits on the cross section times branching ratio are set. Excited pair-produced top-quarks decaying exclusively to gluons and top quarks are excluded for masses up to 1000 GeV/c$^{2}$ at 95% C.L.

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