Suche nach der Produktion einzelner Top-Quarks mit dem OPAL-Detektor

Innerhalb des sogenannten Standardmodells (SM) der Teilchenphysik
ist der Prozess der Flavour-ändernden neutralen Ströme (FCNC) auf
Born-Niveau verboten, und nur über Prozesse höherer Ordnung
möglich. FCNC-Prozesse sind daher extrem unterdrückt und sehr
selten. Experimentell konnte dies für die ersten beiden
Generationen von Quarks bestätigt werden. Für die dritte
Generation, speziell für das Top-Quark, existieren bisher nur
wenige experimentelle Erkenntnisse über FCNC-Prozesse. Durch
theoretische Erweiterungen des SM können, aufgrund der extrem
großen Masse des Top-Quarks und der damit verbundenen
Sonderstellung, FCNC-Prozesse für Top-Quarks vorhergesagt werden,
die um mehrere Größenordnungen gegenüber dem SM erhöht sind. In
dieser Arbeit wird nach der Produktion einzelner Top-Quarks über
Flavour-ändernde neutrale Ströme mit den Daten des OPAL-Detektors
am e+e- -Speicherring LEP gesucht. Hierzu wird im hadronischen
Zerfallskanal des W-Bosons nach dem Prozess e+e- -> tc(u) ->
bWc(u) gesucht. Die Selektion der Ereignisse beruht auf der
kinematischen Rekonstruktion und dem Auffinden von b-Hadronen.
Mehrere sensitive Variablen werden mit einer Likelihood-Methode
kombiniert. Die Daten, bei Schwerpunktsenergien zwischen 189 und
209 GeV, entsprechen einer integrierten Luminosität von ca. 600
pb^-1. Bei keiner der untersuchten Schwerpunktsenergien ergeben
sich Hinweise für solche FCNC-Prozesse. Es lassen sich obere
Grenzen auf den Wirkungsquerschnitt in Abhängigkeit der
Schwerpunktsenergie mit 95% Konfidenzniveau berechnen. Im Rahmen
verschiedener Erweiterungen des SM kann mit diesen Grenzen der
Parameterraum von Kopplungen jenseits des SM eingeschränkt werden.
Zudem ist es möglich, mit Hilfe dieser Kopplungsparameter Grenzen
auf das FCNC-Verzweigungsverhältnis Br( -> Z^0 q) und Br(t ->
gamma q) zu berechnen. Durch die zusätzliche Kombination mit dem
leptonischen Zerfallskanal des W-Bosons und den Analysen der
anderen drei LEP-Experimente (ALEPH, DELPHI, L3) können die zur
Zeit stärksten experimentellen Grenzen auf FCNC-Prozesse im Bereich
des Top-Quarks bestimmt werden.