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Elmsheuser, Johannes (2004): Search for the Higgs Boson in H->WW Decays at the D0 Experiment and Precise Muon Tracking. Dissertation, LMU München: Faculty of Physics
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Abstract

This thesis describes the search for the Higgs boson in H->WW(*) decays in proton anti-proton collisions with data taken at the D0 experiment at the Tevatron collider. The data set was taken between April 2002 and September 2003 and has an integrated luminosity of approximately 147 pb^-1. An analysis of the di-muon decay channel of the W pairs was developed which can be scaled to higher luminosities up to the full data set to be taken until 2009 at the Tevatron collider. The number of events observed in the current data set is consistent with expectations from standard model backgrounds. Since no excess is observed, cross-section limits at 95% confidence level for H->WW(*) production have been calculated both standalone and also in combination with other lepton decay channels. The production of W pairs is one major background in the search of H->WW(*) decays. Hence a first measurement of the WW production cross-section with the D0 experiment is presented. Experience gained during this analysis has shown the precise track reconstruction is an essential tool for both measurements. This thesis closes with a contribution to precise tracking in the ATLAS experiment at the future Large Hadron Collider (LHC). An alignment system for ATLAS muon drift chambers at the cosmic ray measurement facility at LMU Munich is presented.

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Suche nach dem Higgs Boson in H->WW(*) Zerfällen in Proton-Antiproton-Kollisionen mit Daten des D0 Experiments am Tevatron Beschleuniger. Diese Daten wurden zwischen April 2002 und September 2003 aufgezeichnet und haben eine integrierte Luminosität von etwa 147 pb^-1. Es wurde eine Analyse im Zwei-Myonen Zerfallskanal der W-Paare entwickelt, die auf höhere integrierte Luminositäten und auf den bis zum Jahr 2009 aufzuzeichnenden vollen Datensatz skaliert werden kann. Die Anzahl der beobachteten Ereignisse in den vorliegenden Daten ist konsistent mit den Erwartungen des Standardmodells. Da kein Überschuss gesehen wurde, sind Grenzen auf den Wirkungsquerschnitt der H->WW(*) Produktion auch in der Kombination mit anderen Leptonzerfallskanälen im 95% Vertrauensintervall berechnet worden. Einen Hauptuntergrund zur H->WW(*) Suche stellt die direkte Produktion von W-Paaren dar. Eine erste Messung des Wirkungsquerschnitts von W-Paar-Produktion beim D0 Experiment wird im Anschluß vorgestellt. Die Messung von Spuren mit hoher Genauigkeit ist ein wesentlicher Bestandteil beider Messungen. Die Arbeit schließt mit einem Beitrag zur genauen Spurmessung beim ATLAS Experiment am zukünftigen Large Hadron Collider (LHC). Hierzu wird ein Positionsüberwachungssystem für ATLAS Myondriftkammern am Höhenstrahlungsmeßstand der LMU München vorgestellt.