Precision measurements of the top quark mass in the dileptonic top quark pair decay channel at ATLAS

Die Masse des Top Quarks ist ein fundamentaler Parameter des
Standardmodells und ihre präzise Bestimmung ist von großer
Bedeutung für die Teilchenphysik. In dieser Dissertation werden
Messungen der Top Quark Masse im dileptonischen Zerfallskanal von
Top Quark Paaren präsentiert und experimentelle und theoretische
Aspekte der Präzisionsmessung untersucht. Neben technischen
Maßnahmen zur Gewährleistung optimaler Nachweiskapazität für
zukünftige Datennahme werden Messungen der Top Quark Masse mit den
Daten der Jahre 2011 und 2012 des ATLAS Detektors durchgeführt,
basierend auf Proton-Proton Kollisionen mit einer
Schwerpunktsenergie von √s = 7 und 8 TeV. Verschiedene Techniken
zur Reduzierung der statistischen und wichtigsten systematischen
Unsicherheiten werden angewandt, was zur bisher genauesten
Einzelmessung der Top Quark Masse im dileptonischen Top Quark Paar
Zerfallskanal weltweit führt. Durch eine Kombination mit ATLAS
Messungen unter Berücksichtigung der Korrelationen wird die
Präzision weiter erhöht. Die in einer Blindstudie ermittelte Masse
des Top Quarks ist mtop = 172.40 ± 0.31 (stat) ± 0.62 (syst) GeV/c2
= 172.40 ± 0.70 GeV/c2, wobei die Unsicherheit von der begrenzten
Auflösung der Jetenergiemessungen dominiert wird. Außerdem werden
mit einer Entfaltungsmethode die Daten von Detektoreffekten
bereinigt und die ersten Schritte zu einer Messung der Top Quark
Masse auf dem Niveau stabiler Teilchen durchgeführt. Anschließend
werden die Auswirkungen von vollen QCD Rechnungen in zweiter
Ordnung Störungstheorie auf Top Quark Massenmessungen untersucht.