KIP-Veröffentlichungen

Die gleichzeitige Produktion vom ZZγ Zustand, einem Prozess der vom Standardmodell der Teilchenphysik vorhergesagt wird und drei Eichbosonen der elektroschwachen Theorie im Endzustand besitzt, ist sehr selten und wurde bis jetzt noch nicht studiert. Die ZZγ Produktion erlaubt es das Standardmodell der Teilchenphysik zu testen und die Selbstwechselwirkungen der elektroschwachen Eichbosonen zu studieren. Zur Maximierung der Signal Ereignisse wird eine Ereignisselektion mit linearen Schnitten verwendet, zusätzlich dazu wurden auch Ansätze mit maschinellem Lernen untersucht. Der leptonische Zerfall der Z-Bosonen in ein Muonen- oder Elektronenpaar wird betrachtet und sogenannte FSR-Ereignisse werden größtmöglich unterdrückt. In diesem charakteristischen Schnitt der Analyse wird verlangt, dass das Photon simultan mit den zwei Z-Bosonen produziert wird und nicht von einem der Leptonen aus dem Endzustand abgestrahlt wird. Im Allgemeinen ist die Selektion zweier Z Bosonen sehr sauber und es gibt nur wenig Untergrundprozesse. Durch das zusätzliche Photon werden auch Fake-Photon-Ereignisse und Pileup-Ereignisse selektiert, wobei die Fake-Photon-Ereignisse der dominante Untergrundprozess sind. Die zu erwartende Anzahl an Signal- und Untergrundereignissen wird mit einem viertel der Run 2 Daten verglichen. Die Anzahl an zu erwartenden Ereignissen und beobachteten Ereignissen stimmt gut überein und weist eine Abweichung von nur 0.4 σ auf.

The production of the ZZγ triboson state is a rare process in the Standard Model of Particle Physics and is yet to be observed. The triboson production allows for studies of rare processes of the Standard Model of Particle Physics and to test gauge self-interaction within the electroweak theory. This thesis describes the full analysis chain with a cut-based event selection. Machine learning approaches are tested to improve the signal significance. While only the leptonic decay of the Z bosons into electron and muons pairs is investigated, a characteristic feature of the analysis is the rejection of final state radiation (FSR) events. In an FSR event the photon is radiated off of one of the final state leptons instead of being simultaneously produced with the two Z bosons. In general, the selection of two Z bosons is a clean signal with only small background contributions. Through the additional photon in the initial state, pileup events and fake photon events contribute as background processes, where the latter one is the main background. The expected number of events for signal and background processes is compared to a quarter of the Run 2 data. Expected and observed events agree well and differ within less than 0.4 σ.