Extraction of the top quark mass from the total top quark pair production cross section in the single lepton channel

Abstract

In dieser Arbeit wird eine Messung des totalen {\ttb} Produktions-Wirkungsquerschnitts im Einzellepton-Kanal vorgestellt. Der Wirkungsquerschnitt wird mittels einer Profile-Likelihood-Anpassung von Templates bestimmt, welche \"uber einen Lieklihood-Klassifikator unter Benutzung von vier kinematischen Variablen konstruiert werden. F\"ur ein Top-Quark der Masse $m_t=172.5$ GeV ergibt sich ein gemessener Wirkungsquerschnitt von $178.9 \pm 12$ pb, welcher innerhalb einer Standardabweichung mit den aktuellsten theoretischen Vorhersagen \"uberein stimmt. Um die Massenabh\"angigkeit des experimentellen Wirkungsquerschnitts zu bestimmen, wird die Messung f\"ur sieben weitere Werte der Top-Quarkmasse im Bereich zwischen 140 GeV und 200 GeV wiederholt. Mittels Vergleich dieser Massenabh\"angigkeit mit theoretischen Vorhersagen h\"oherer Ordnung wird die Top-Quarkmasse ermittelt. Diese Methode erlaubt die Bestimmung von zwei verschiedenen theoretischen Massenparametern: der Top-Quarkmasse im On-Shell-Schema $m_t^{\mathrm{pole}}$ sowie der Masse im $\overline{MS}$-Schema $\overline{m}_t(\overline{m}_t)$. Der Messwert mit der h\"ochsten erhaltenen Genauigkeit liegt bei $m_t^{\mathrm{pole}} = 171.2\pm 4.5$ GeV, und wird durch Verwendung der derzeit pr\"azisesten Berechnungen h\"oherer Ordnung im $\overline{MS}$-Schema erhalten. Dieser Wert stimmt innerhalb einer Standardabweichung mit den derzeitig besten Mittelwert von Messungen der Top-Quarkmasse am Tevatron \"uberein.

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