KIP-Veröffentlichungen

Derzeitige experimentelle Messungen der W-Bosonmasse stehen in erheblichem Widerspruch zu theoretischen Vorhersagen. Eine genaue Messung der Masse kann das Standardmodell überprüfen und Einblicke in Abweichungen von aktuellen theoretischen Modellen des elektroschwachen Sektors geben. Die Masse des W-Bosons kann nicht direkt gemessen werden, sondern muss aus rekonstruierten Zerfallsprodukten abgeleitet werden. Daher ist eine detaillierte Beschreibung der Zerfallskinematik unerlässlich. In dieser Arbeit werden Studien basierend auf Ereignissen des leptonischen Zerfall des Z-Boson vorgestellt, um die Kalibrierungsalgorithmen zu prüfen, die bei Monte-Carlo-Simulationen zur Rekonstruktion von leptonischen W-Boson-Zerfällen verwendet werden. Die Untersuchungen verwenden Datensätze, die während eines speziellen Low-Pile-up-Laufs von Run 2 aufgezeichnet wurden und integrierten Luminositäten von 257pb^-1 bei 5TeV sowie 335pb^-1 bei 13TeV entsprechen.

Die Studien zeigen, dass die Simulation den Zerfall des Bosons bezüglich verschiedenen kinematischen Eigenschaften des Bosons und der Leptonen genau modelliert. Die Auswirkungen der falschen Identifizierung der Elektronenladung wurden untersucht und Skalierungsfaktoren abgeleitet, um Diskrepanzen zwischen Daten und Simulation zu korrigieren und eine konsistente Modellierung der Ladungsrekonstruktion zu gewährleisten. Diese Ergebnisse bestätigen die Gültigkeit der Simulation und liefern einen wichtigen Beitrag zur genauen Bestimmung der W-Boson Masse in der aktuellen ATLAS-Analyse.

Current experimental measurements of the W boson mass are in significant tension to theoretical predictions. A precise measurement of the mass can test the Standard Model and provide insights into deviations from current theoretical models of the electroweak sector. The W boson mass cannot be measured directly but must be inferred from reconstructed decay products. Therefore, it is essential to have a detailed description of the decay kinematics. In this thesis, studies based on events of the leptonic Z boson decay are presented to validate the calibration applied to Monte Carlo simulations used in the reconstruction of leptonic W boson decays. The studies are performed using data sets recorded during a dedicated low pile-up run of Run 2, corresponding to integrated luminosities of 257pb^-1 at 5TeV and 335pb^-1 at 13TeV.

The studies demonstrate that the simulation accurately models the boson decay with respect to various boson and lepton kinematic properties. In addition, effects from electron charge misidentification were studied. Scale factors were derived to correct discrepancies between data and simulation, ensuring a consistent modeling of the charge reconstruction. These results confirm the validity of the current simulation and provide important input for the precise determination of the W boson mass in the current ATLAS analysis.