Joint analysis of the $t\bar{t}Z$ and $tZq$ processes in Trileptonic final states with ATLAS at $\sqrt{s}=13\,$TeV through effective field theory
Description
Effective Field Theory is a promising bottom-up approach to searching for Beyond the Standard Model physics. This thesis shows the complete workflow of performing such an analysis on top quark production processes in association with vector bosons. For this analysis, the $t\bar{t}Z$ and $tZq$ production processes were studied in their trileptonic final states. All fits were performed on Asimov data to determine the sensitivity.
The results of this search show large statistical uncertainties for most of the studied Wilson coefficients. The highest sensitivity was reached for $c_{tB}^{(\text{Re})} = 0.00^{+0.84}_{-0.81}(\text{stat.})^{+0.28}_{-0.29}$. This result is not as precise as similar analyses but shows the success of the implemented analysis workflow.
In preparation for the High-Luminosity-LHC and its challenges to computing power, new data formats and tools are being developed. These tools are already utilised in this thesis, despite still working in the environment of ATLAS during Run 2. A complete workflow is created, starting from the centralised inputs used for most analyses and leading to EFT results. This approach proves the viability of the new software for future analyses and can serve as an example of its use.
Abstract (German)
Die Effektive Feldtheorie ist ein vielversprechender Ansatz für die Suche nach Physik jenseits des Standardmodells. Diese Arbeit zeigt den kompletten Arbeitsablauf einer solchen Analyse von Top-Quark-Produktionsprozessen in Verbindung mit Vektorbosonen. Für diese Analyse wurden die Produktionsprozesse von $t\bar{t}Z$ und $tZq$ in ihren trileptonischen Endzuständen untersucht. In allen Messungen wurden Asimov-Daten verwendet, um die Empfindlichkeit der Analyse zu bestimmen.
Die Ergebnisse zeigen große statistische Unsicherheiten für die untersuchten Wilson-Koeffizienten. Die höchste Empfindlichkeit wurde mit $c_{tB}^{(\text{Re})} = 0.00^{+0.84}_{-0.81}(\text{stat.})^{+0.28}_{-0.29}$ erreicht. Dieses Ergebnis ist zwar weniger präzise als ähnliche Analysen, zeigt aber den Erfolg des implementierten Analyse-Workflows.
In Vorbereitung auf den High-Luminosity-LHC und die damit verbundenen Herausforderungen an die Rechenleistung werden derzeit neue Datenformate und Tools entwickelt. Die neue Software wird in dieser Analyse bereits verwendet, obwohl die simulierten Daten auf dem ATLAS Detektor während des LHC Run 2 beruhen. Es wird ein vollständiger Workflow erstellt, beginnend bei den Rohdaten im standardisierten Format, bis hin zu den EFT-Ergebnissen. Dieser Ansatz beweist die Einsatzfähigkeit der neuen Software für zukünftige Analysen und kann als Beispiel für ihre Verwendung dienen.
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- Translated title (German)
- Gemeinsame Analyse der $t\bar{t}Z$ und $tZq$ Prozesse in trileptonischen Endzuständen mit ATLAS bei $\sqrt{s}=13\,$TeV mittels effektiver Feldtheorie
Identifiers
- Other
- II.Physik-UniGö-MSc-2024/06
CERN
- Department
- EP
- Programme
- No program participation
- Accelerator
- CERN LHC
- Experiment
- ATLAS