| Autor(en): |
Jadranka Sekaric |
Titel: |
Studies of gauge boson production with a gamma-gamma collider at TESLA |
| Gutachter: |
Hermann Kolanoski; Klaus Mönig; Nikolaj Pavel |
| Erscheinungsdatum: |
02.03.2006 |
| Volltext: |
pdf
(urn:nbn:de:kobv:11-10067121)
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| Fachgebiet(e): |
Physik |
| Schlagwörter (ger): |
Photon-Collider, Eichbosonkopplungen, Detektor, Untergrund |
| Schlagwörter (eng): |
Photon Collider, Gauge Boson Couplings, Detector, Background |
| Einrichtung: |
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I |
| Zitationshinweis: |
Sekaric, Jadranka:
Studies of gauge boson production with a gamma-gamma collider at TESLA;
Dissertation,
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 02.03.2006, urn:nbn:de:kobv:11-10067121
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| Abstract (ger): |
| Ohne ein Standard Modell Higgs werden Wechselwirkungen zwischen Eichbosonen
stark bei hohen Energien. Jeder tri- und quadrilinare Eichboson-Vertex ist
charakterisiert durch einen Satz von Kopplungen der schon bei niedrigeren
Energien als der Skala für neue Physik von seiner Standardmodell- Erwartung
abweichen sollte. Die genaue Messung der Eichbosonkopplungen gewährt daher
Einblicke in den Mechanismus der elektroschwachen Symmetriebrechung und
anomale Werte signalisieren neue Physik. Die Sensitivität der Messung der
geladenen Eichboson Kopplungen an einem Photoncollider mit TESLA Parametern
wurde studiert. Die betrachteten Prozesse sind ein- und zwei-W-Boson
Produktion in Elektron-Photon und Photon-Photon Kollisionen bei einer
Elektron-Elektron Energie von 500 GeV. Signal und Untergrund Ereignisse wurden
im hadronischen Zerfallskanal analysiert und ein Satz von konsekutiven
Schnitten wurde angewandt, die eine gute Effizienz und Reinheit des Signals
ergaben. Die selektierten Ereignisse wurden durch kinematische Variablen
beschrieben, die sensitiv sind auf anomale Kopplungen. Eine neue Methode wurde
angewandt, um dies Winkelverteilungen in Anwesenheit von anomalen Kopplungen
zu fitten. Dazu wurden die differentiellen Wirkungsquerschnitte in bis zu
quadratischen Thermen in den Kopplungen entwickelt. Im Fit wurde diese
Funktion benutzt, um die mehrdimensional gebinnten Verteilungen abhängig von
den anomalen Kopplungen zu rewichten. Dabei wurde auch die Unsicherheit in der
Normalisierung berücksichtigt.
Außerdem wurden einige Quellen systematischer Fehler, z.B. durch die
Strahlenergie, die W-Boson Masse und die Polarisationsmessung untersucht.
Die erwarteten Fehler auf die Eichkopplungen bei einem Photon-Collider sind
ca. zwei Größenordnungen kleiner als bei LEP und am Tevatron, so dass ein
sehr präziser Test von Physik jenseits des Standardmodells möglich wird.
Die Optimierung der Vorwärtsregion der Detektors reduziert den nieder-
energetischen Untergrund auf ein tolerierbares Maß. Dies schafft die
nötige saubere Umgebung für eine präzise Messung der Eichkopplungen.
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| Abstract (eng): |
| In absence of the Standard Model (SM) Higgs boson the interaction among the
gauge bosons becomes strong at high energies and influences the couplings
between them. Each trilinear and quartic gauge boson vertex is characterised
by a set of couplings which are expected to deviate from their SM values
already at energies lower than the energy scale of the New Physics (NP). The
precise measurement of gauge boson couplings can provide clues to the
mechanism of the electroweak symmetry breaking and their anomalous values can
be a sign of a NP effect beyond the SM. The sensitivity estimation of the
measurement of charged trilinear gauge couplings (TGCs) at the Photon Collider
based on TESLA parameters has been studied. The considered interactions are
the single and double W boson production in electron-photon and photon-photon
collisions (signals) at electron-electron centre-of-mass energy of 500
GeV. Signal and background events in the hadronic decay mode overlayed with
the pileup, are simulated and analysed and a set of consecutive cuts is
applied resulting in good signal efficiencies. The selected events are
described with kinematical variables sensitive to TGCs. A new method has been
applied to fit event angular distributions in the presence of anomalous TGCs
expanding the dependence of the differential cross-section up to quadratic
term in the TGCs. In the fit this expression is used to reweight the SM
multi-dimensional binned distributions dependent on TGCs where also the
uncertainty on the total normalisation is taken into account.
Some sources of systematic errors are considered, as the beam energy, the W
boson mass and the polarisation measurement.
The estimated precisions of the TGC measurements at a photon collider are
about one to two orders of magnitude higher than at LEP and Tevatron providing
a measurement highly sensitive to the physics beyond the Standard Model.
The optimisation of the forward region of the detector brings the amount of
the low-energy background to the manageable level providing a clean environment
for the TGC measurements at a photon collider with estimated precisions.
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