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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-83564
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8356/


Ludwig, Inga

Electrical tests of silicon detector modules for the ATLAS experiment and a study of the discovery potential of the ttH, H->WW process

Elektrische Tests von Silizium-Detektormodulen für das ATLAS-Experiment und eine Studie des Entdeckungspotenzials für den ttH, H->WW -Prozess

Dokument1.pdf (14.425 KB) (md5sum: 860c24477c3f09ab66c6a74ad538296c)

Kurzfassung in Englisch

The first part of this thesis was a contribution to the construction of the ATLAS Semiconductor Tracking detector (SCT). About 200 SCT endcap modules were assembled at the University of Freiburg. Before installation in the experiment, each module was subject to thorough testing in order to ensure their functionality within the ATLAS specifications. A large part of these tests concerned the electrical functionality of the readout electronics and the bias current behaviour of the sensors. The responsibility for the electrical characterization of the Freiburg modules was part of this thesis.

To be suited for the analysis of physics processes, the signals measured in the detector need to be transferred into particle four-momenta, requiring the reconstruction and identification of different particle types. This thesis contributes to the physics object identification by a study of methods to separate isolated electrons from real electron background produced in the decays of heavy quarks. A standard set of four discriminating variables for the ATLAS experiment is identified and combined in a projective likelihood estimator and its separation power is evaluated in various analysis scenarios.

The isolation likelihood tool is a powerful ingredient to the study of the ttH, H->WW channel, for which it has also been extended to muons. A study of the discovery potential of the channel is performed for a Standard Model Higgs boson, based on a full simulation of the ATLAS detector and assuming an integrated luminosity of 30 inverse fb and a proton-proton collision energy of 14 TeV. The most promising final state, consisting of a pair of equally charged leptons, accompanied by six jets is studied. It is shown that the irreducible top quark pair production and W+jets backgrounds can be effectively suppressed. Uncertainties are discussed as well as discovery significances and the potential of the channel to contribute to a determination of the top quark Yukawa coupling.


Kurzfassung in Deutsch

Der erste Teil dieser Dissertation bestand in einem Beitrag zum Aufbau des Silizium-Streifen-Detektors (SCT) für das ATLAS-Experiment am CERN. Etwa 200 Endkappenmodule wurden von der Universität Freiburg gebaut. Vor dem Einbau ins Experiment musste jedes Modul gründlich getestet werden, um die einwandfreie Funktionalität innerhalb der ATLAS-Spezifikationen zu gewährleisten. Ein großer Teil dieser Tests betraf die Funktionalität der Ausleseelektronik und das Leckstrom-Verhalten der Sensoren. Die Verantwortung für die elektrische Charakterisierung der in Freiburg produzierten Module war Teil dieser Promotion.

Für die Analyse von Physik-Prozessen müssen aus den im Detektor aufgenommenen elektronischen Signale in die Vierervektoren von Teilchen gewonnen werden. Dazu gehört auch die Rekonstruktion und Identifikation verschiedener Teilchensorten. Der Beitrag dieser Dissertation zur Objektidentifikation besteht in einer Studie von Methoden zur Separation von isolierten Elektronen und einem nicht-isolierten Untergrund aus echten Elektronen die aus dem Zerfall schwerer Quarks stammen. Eine Standardauswahl für das ATLAS-Experiment von vier diskriminierenden Variablen wird bestimmt und mit der projektiven Likelihood-Methode kombiniert. Das Trenn-Potential der Likelihood in verschiedenen Analyseszenarien wird untersucht.

Die Likelihood ist ein wichtiges Werkzeug für die Untersuchung des ttH, H->WW -Kanals, für den es auch auf Myonen angewandt wird. Eine Studie des Entdeckungspotenzials des Kanals für ein Standardmodell-Higgsboson bildet den Hauptteil der Arbeit. Die Studie nutzt die volle Simulation des ATLAS-Detektors. Vorhersagen werden für eine integrierte Luminosität von 30 inversen fb und eine Proton-Proton-Kollisionsenergie von 14 TeV gemacht. Der günstigste Endzustand für die Analyse, der in dieser Arbeit untersucht wird, besteht aus zwei gleich geladenen isolierten Leptonen und sechs Jets. Die Unsicherheiten der Analyse werden diskutiert, ebenso wie Nachweis-Signifikanzen für den Kanal und der potenzielle Beitrag zu einer Bestimmung der Top-quark-Yukawakopplung.


SWD-Schlagwörter: Higgs-Teilchen , Standardmodell <Elementarteilchenphysik> , ATLAS <Teilchendetektor>
Freie Schlagwörter (deutsch): ATLAS SCT Module , assoziierte Produktion , Elektron-Isolation , Entdeckungspotenzial
Freie Schlagwörter (englisch): ATLAS experiment , ATLAS SCT module , Standard Model, Higgs-particle, associated production, discovery potential, electron isolation
Institut: Physikalisches Institut
Fakultät: Fakultät für Mathematik und Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Jakobs, Karl (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 15.11.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 28.11.2011
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