Measurement of the CKM matrix element |V_ts|²

Diese Arbeit beschreibt die erste direkte Messung des
CKM-Matrixelements |V_ts|. Sie basiert auf Daten, die im Jahr 2012
mit dem ATLAS Detektor bei √s = 8 TeV pp-Kollisionen und einer
integrierten Luminosität von 20.3 fb⁻¹ aufgezeichnet wurden.
Insgesamt sind 112171 mögliche tt̅-Ereignisse im Lepton+Jets-Kanal
mit einer Reinheit von 90.0 % rekonstruierbar, die für die
Hauptanalyse zur Verfügung stehen. Laut Vorhersage zerfallen
hiervon 183 Ereignisse über tt̅WWbs̅ (inkl. Ladungskonjugation)
und können für die Bestimmung des Betragsquadrats |V_ts|² verwendet
werden. Für eine Identifikation dieser seltenen Zerfälle werden
verschiedenste Observablen untersucht, wie z.B. die Eigenschaften
von Jets und Tracks sowie von b-Quark Identifikationsmethoden.
Darüber hinaus werden Hadronen von s-Quarks betrachtet, die K0s
Teilchen, die über einen kinematischen Fit rekonstruiert werden.
Die Observablen mit den besten Eigenschaften werden anschließend in
einer multivariaten Analyse ("Boosted decision trees") zu einer
einzigen zusammengefasst. Die dazugehörigen
Monte-Carlo-Simulationen werden dann als Template für eine
Beschreibung der Daten verwendet, was als Ergebnis zu einem
Signifikanz-Wert von 0.7σ für ts+W Zerfälle führt. Insgesamt
ergibt sich ein oberes Limit von |V_ts|² < 1.74 %. Dieses wurde
bezüglich eines Vertrauensbereiches von 95 % bestimmt, unter
Berücksichtigung sämtlicher systematischen und statischen
Unsicherheiten. Diese Arbeit, basierend auf einer direkten Messung
des CKM-Matrixelements |V_ts|², führt somit zum bisher besten
direkten Limit für |V_ts|².