KIP-Veröffentlichungen

Das Standardmodell der Teilchenphysik sagt Triple-Eichboson-Prozesse voraus, die die nicht-abelsche elektroschwache Eichstruktur direkt testen. In dieser Arbeit wird die erste Messung der ZZγ Produktion mit dem ATLAS-Detektor am Large Hadron Collider vorgestellt. Die Analyse nutzt den kompletten Run 2 Datensatz (2015-2018), der einer integrierten Luminosität von 140 fb^-1 an Proton-Proton-Kollisionen bei √s=13 TeV entspricht. Untersucht wird der vollständig leptonische Endzustand, pp→ ZZγ→?⁺?^-?'⁺?'^-γ mit ?, ?'=e oder µ. Eine Signalregion wird definiert, um den Beitrag von Ereignissen mit Bremsstrahlung zu minimieren und das Signal-zu-Untergrund-Verhältnis zu maximieren. Der dominante Untergrund — nicht-prompte Photon­en aus Jets — wird mit einer neu entwickelten Jet-Verhältnis-Methode bestimmt, die aus einer Kontrollregion mit hoher Statistik extrapoliert; damit wird eine relative systematische Unsicherheit von 18% auf diesen Untergrund erreicht. Insgesamt werden acht Ereignisse gemessen bei einem erwarteten Untergrund von 0.92±0.15 Ereignissen, was einer Signifikanz von 4.4σ entspricht. Der gemessene Wirkungsquerschnitt beträgt σ^fid_ZZγ=0.144_-0.053^+0.077 (stat.)±0.005 (syst.) fb und stimmt mit der Vorhersage des Standardmodells von 0.143±0.005 fb überein. Damit bestätigt die Messung im Rahmen ihrer Unsicherheit die Beschreibung der elektroschwachen Triple-Eichboson-Produktion im Standardmodell und liefert einen Referenzwert für zukünftige Studien anomaler quartischer Eichkopplungen mit größeren Datensätzen.

The Standard Model of particle physics predicts triple-gauge boson production that test the non-abelian electroweak gauge structure. This thesis reports the first measurement of $ZZγ$ production with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The analysis uses the full Run 2 dataset (2015--2018), corresponding to an integrated luminosity of 140 fb^-1 of proton-proton collisions at √s=13 TeV. The study targets the fully leptonic final state, pp→ ZZγ→?⁺?^-?'⁺?'^-γ A fiducial region is defined to suppress contributions from photon final-state radiation and maximize the signal-to-background ratio. The dominant background — non-prompt photons from jets — is estimated with a novel jet-ratio method that extrapolates from a high-statistics control region, achieving a relative systematic uncertainty of 18% on this background. Eight candidate events are observed with an expected background of 0.92±0.15 events, corresponding to a significance of 4.4σ. The fiducial cross-section is measured as σ^fid_ZZγ=0.144_-0.053^+0.077 (stat.)±0.005 (syst.) fb in agreement with the Standard Model prediction of 0.143±0.005 fb. This measurement validates the Standard Model description of electroweak triple-gauge boson production within its uncertainties and provides a benchmark for future studies of anomalous quartic-gauge couplings with larger datasets.