Authors:	Blumenthal, Julian
Advisor:	Tapprogge, Stefan
Title:	Precision measurements in neutral current Drell-Yan production at ATLAS
Online publication date:	27-Mar-2024
Year of first publication:	2024
Language:	german
Abstract:	Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN ermöglicht den experimentellen Zugang zu Prozessen, die in Kollisionen von Protonen oder anderen Hadronen auftreten. Durch die hohe instantane Luminosität des Beschleunigers können große Datensätze aufgenommen werden. In der vorliegenden Dissertation wird der Datensatz von 139fb−1, der am ATLAS Experiment von 2015-2018 bei √s = 13TeV in Proton- Proton-Kollisionen aufgenommen wurde, mit Blick auf den Drell-Yan Prozess untersucht. Zum ersten Mal werden dabei alle acht sogenannten Winkelkoeffiezienten des Z/γ∗ Bosons in diesem Datenset differentiell in der Rapidität und dem transversalen Impuls des resultierenden Elektron/Positron bzw. Myon/Anti-Myon Paares gemessen. Zusätzlich wird der differentielle Wirkungsquerschnitt des Drell-Yan Prozesses bestimmt. Die Messung mittels einer statistischen Regression ist dabei konsistent zwischen beiden untersuchten Zerfallskanälen. Zudem werden vorige Messungen anderer Publikationen, beispielsweise nicht-verschwindende Koeffizienten A5, A6 und A7, durch die Ergebnisse dieser Arbeit unterstützt. Da der Winkelkoeffizient A4 sensitiv auf den schwachen Mischungswinkel ist, wird dieser im zweiten Teil dieser Dissertation auf Simulationsbasis untersucht, um die zu erwartende Sensitivität einer Messung des effektiven leptonischen schwachen Mischungswinkels mit den zuvor analysierten Daten zu bestimmen. Die Untersuchung basiert dabei auf Elektron/Positron bzw. Myon/Anti-Myon Paaren aus der sogenannten zentralen Region des ATLAS Detektors. Eine Verbesserung der Sensitivität von etwa 26% gegenüber der letzten Messung des ATLAS Experimentes in diesen Zerfallskanälen ist dabei zu erwarten. Die Sensitivität lässt sich durch Hinzuziehen eines weiteren Zerfallskanals, in dem Elektronen bzw. Positronen in der Detektor-Region nah der Strahlachse liegen, weiter erhöhen. Aus diesem Grund werden im letzten Teil dieser Arbeit Algorithmen entwickelt, die Elektronen, Positronen und Photonen als Teil des ATLAS Trigger Systems auf dem sogenannten forward feature extractor für das Phase-II Upgrade für den High-Luminosity LHC effektiv identifizieren sollen. Dabei wird gezeigt, dass die Nutzung von Variablen, welche die Form der Teilchenschauer im Detektor beschreiben sowie von neuronalen Netzen eine Verbesserung darstellen gegenüber einfacheren Ansätzen, die in der Vergangenheit in solchen Systemen genutzt wurden. Diese Verbesserung schlägt sich in einer effektiveren Identifikation von Signalobjekten sowie einer verbesserten Unterdrückung des Untergrundes, in der Regel Jets, nieder.
DDC:	530 Physik 530 Physics
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-10159
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-openscience-702bc715-41fc-41b6-93e7-4f2d8d6d503a8
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	CC BY
Information on rights of use:	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Extent:	xiii, 314 Seiten ; Illustrationen, Diagramme
Appears in collections:	JGU-Publikationen