Measurement of the W-boson Polarisation in Top-Quark Decays with the ATLAS Detector

by Andrea Helen Knue
Doctoral thesis
Date of Examination:2013-03-12
Date of issue:2013-09-20
Advisor:Prof. Dr. Arnulf Quadt
Referee:Prof. Dr. Arnulf Quadt
Referee:Prof. Dr. Wolfgang Wagner
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-4046

 

 

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Format:PDF
Description:Dissertation

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Abstract

English

A measurement of the W-boson polarisation in top-quark decays is presented. The top-antitop events were produced in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of sqrt{s} = 7 TeV at the LHC. The data set corresponds to an integrated luminosity of 4.7 fb-1 and was collected by the ATLAS experiment. The measurement was performed in the lepton+jets channel which is characterised by an isolated electron or muon, missing transverse energy and at least four jets. One of the jets has to be identified as a b-jet. The W-boson polarisation was studied using the angular distribution of the charged lepton in the rest frame of the W-boson. The event is fully reconstructed using a kinematic likelihood fit. The fractions of left-handed, right-handed and longitudinally polarised W-bosons were estimated from the data distribution using a binned likelihood fit.
Keywords: Polarisation; Top-Quark; ATLAS; LHC; W-boson polarisation

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Eine Messung der W-Boson Polarisation in Topquark-Zerfaellen wird vorgestellt. Es wurden Topquarks untersucht, welche in Proton-Proton Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie von sqrt{s} = 7 TeV am LHC erzeugt wurden. Der Datensatz basiert auf einer integrierten Luminositaet von 4.7 fb-1 und wurde mit dem ATLAS-Detektor gesammelt. Die Messung wurde im Lepton+Jets Kanal durchgefuehrt, welcher durch ein isoliertes Elektron oder Myon, fehlende transversale Energie und mindestens vier Jets charakterisiert wird. Einer der Jets muss als b-Jet identifiziert sein. Zum Studium der W-Boson Polarisation wurde die Winkelverteilung des geladenen Leptons im Ruhesystem des W-Bosons verwendet. Das Ereignis wurde vollstaendig mit Hilfe eines kinematischen Likelihood-Fits rekonstruiert. Die Anteile der linkshaendigen, rechtshaendigen und longitudinal polarisierten W-Bosonen wurden durch einen gebinnten Likelihood-Fit an die Datenverteilung bestimmt. Ein kombinierter Likelihood-Fit wird durchgefuehrt, um die W-Helizitaetsanteile fuer den Lepton+Jets Kanal zu bestimmen.
 
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