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Dissertation

Autor(en): Spyridon Argyropoulos
Titel: Measurement of the ttbb production cross-section with 8 TeV ATLAS data
Gutachter: Klaus Mönig; Thomas Lohse; Christian Schwanenberger
Erscheinungsdatum: 13.04.2016
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-100237753)
Fachgebiet(e): Physik
Schlagwörter (ger): ATLAS, Wirkungsquerschnitt, ttbb, 8 TeV
Schlagwörter (eng): cross-section, ATLAS, ttbb, 8 TeV
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Zitationshinweis: Argyropoulos, Spyridon: Measurement of the ttbb production cross-section with 8 TeV ATLAS data; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät , publiziert am 13.04.2016, urn:nbn:de:kobv:11-100237753
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Abstract (ger):
Diese Dissertation beschreibt die Messung des Wirkungquerschnitts für die Produktion von ttbb in Protonkollisionen mit einer Schwerpunktsenergie von √s = 8 TeV. Der verwendete Datensatz entspricht einer integrierten Luminosität von 20.3/fb. Der Wirkungsquerschnitt wurde aus der Anzahl der Signalereignisse bestimmt, die durch harte Schnitte insbesondere auf genau 4 identifizierten b-jets, selektiert wurden, was zu einer hohen Reinheit des Signals führt. Bei der Messung wurden die präzisesten Kalibrierungen von der Jet-Energieskala und der b-jet Effizienz benutzt. Die Messung wurde in einem Referenzphasenraum durchgeführt, der daraufhin optimiert wurde, die Abhängigkeit von der Modellierung zu minimisieren. Der gemessene Wirkungsquerschnitt beträgt 18.9 ± 3.5 (stat)+5.6 (sys) ± 0.6 (Lumi) fb oder, nachdem der Beitrag von ttH(bb) und ttZ(bb) abgezogen wurde: 17.8 ± 3.5 (stat)+5.9 (sys) ± 0.6 (Lumi) fb. Das Ergebnis wurde mit einer Vielzahl von theoretischen Vorhersagen verglichen, einschließlich NLO-Berechnungen mit Partonschauern und einer Reihe von Modellen die sich in der Beschreibung der Gluon Spaltung unterscheiden. Es wurde gezeigt, dass das exstremste Model den Wirkungsquerschnitt überschätzt und dass die Messung die Vorhersagen bevorzugt, die mit einer niedrigen Renormierungs- und Faktorisierungsskala, berechnet wurden.
Abstract (eng):
This thesis presents the measurement of the ttbb production cross-section, using a dataset of 20.3/fb of pp collisions collected with the ATLAS detector at 8 TeV. The measurement is based on a cut-and-count method, using a sample of events with exactly four b-tagged jets, which is shown to have a high purity in signal events. The measurement exploits the most precise jet energy scale and b-tagging calibrations and is performed in a fiducial phase space that is designed to minimize the model dependence of the measurement. The fiducial cross-section is measured to be 18.9 ± 3.5 (stat)+5.6 (sys) ± 0.6 (Lumi) fb or subtracting the contribution from ttH(bb) and ttZ(bb) final states, 17.8 ± 3.5 (stat)+5.9 (sys) ± 0.6 (Lumi) fb. The result is compared with a multitude of theoretical predictions, including different NLO calculations matched to a parton shower, which constitute the most precise predictions available to date, as well as with a series of models that differ in the description of the gluon splitting to b-quarks. It is shown that the most extreme gluon splitting model overestimates the observed rate of ttbb production and that the measurement favors calculations performed with renormalization/factorization scales which are softer than the scales usually employed in similar calculations.
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