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Adomeit, Stefanie (2013): Measurement of the top quark mass in the fully hadronic top antitop decay channel with the ATLAS detector. Dissertation, LMU München: Fakultät für Physik
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Abstract

In dieser Arbeit wird eine Messung der Top-Quark Masse im vollhadronischen Top-Antitop Zerfallskanal präsentiert. Die Messung basiert auf Daten des ATLAS Detektors aus Proton-Proton Kollisionen, welche am LHC bei einer Schwerpunktsenergie von 7 TeV durchgeführt wurde. Der Datensatz wurde im Jahr 2011 aufgezeichnet und entspricht einer integrierten Luminosität von 4.7 fb^-1. Die Messung der Top-Quark Masse erfolgt mittels einer Template-Technik, wobei die sogenannte R_3/2 Variable als Top-Quark-Massen sensitive Größe benutzt wird. Die R_3/2 Variable errechnet sich hierbei aus dem Verhältnis der invarianten Massen des hadronisch zerfallenden Top-Quarks und W-Bosons. Die Zuordnung von Jets zu den jeweiligen Top-Antitop Zerfalls-Partonen ergibt sich anhand einer Wahrscheinlichkeitsvorhersage, welche die kinematischen Eigenschaften der Jets berücksichtigt. Der Multijet Untergrund des vollhadronischen Top-Antitop Signals wird mittels Daten abgeschätzt, wodurch eine präzise Vorhersage der kinematischen Verteilungen von Untergrund-Ereignissen ermöglicht wird. Die Messung der Top-Quark Masse ergibt m_top = 175.1 +- 1.4 (stat.) +- 1.8 (syst.) GeV/c^2, wobei die dominanten Beiträge zur systematischen Unsicherheit von der Jet-Energie-Skala sowie von der b-Jet Energie-Skala stammen.

Abstract

A measurement of the top quark mass in the fully hadronic top-antitop decay channel is presented. The measurement uses data recorded with the ATLAS detector from proton-proton collisions provided by the LHC in 2011. The data were taken at a centre-of-mass energy of 7 TeV and correspond to an integrated luminosity of about 4.7 fb^-1.To measure the top quark mass a template technique is used, based on the so-called R_3/2 estimator which is built from the invariant mass ratio of the hadronically decaying top quarks and W bosons. A kinematic likelihood fit is performed to properly reconstruct the ttbar decay. The multijet background to the fully hadronic ttbar signal is modelled from data by means of an ABCD method, allowing for a precise prediction of kinematical distributions in background events. The top quark mass is measured to be m_top = 175.1 +- 1.4 (stat.) +- 1.8~(syst.) GeV/c^2, with the dominant sources of systematic uncertainty coming from the jet energy scale and the residual b-jet energy scale.