Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt die bekannten fundamentalen Teilchen und ihre Wechselwirkungen. Diese fundamentalen Teilchen sind alle Fermionen, d.h. Teilchen mit halbzahligem Spin, die in drei Generationen eingeteilt werden können. Es gibt sechs Quarks mit einer elektrischen Ladung von entweder -1/3 oder 2/3 der Elementarladung und sechs Leptonen. Diese können in geladene und ungeladene Teilchen aufgeteilt werden. Die drei geladenen Leptonen sind massiv und werden Elektron, Muon und Tau genannt. Die neutralen Neutrinos sind nach ihren dazugehörigen. Die Austauschteilchen der Wechselwirkungen werden Eichbosonen genannt und haben alle einen ganzzahligen Spin. Das masselose Photon ist das Austauschteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung, das ebenfalls masselose Gluon übermittelt die starke Kraft und die massebehafteten W+/-- und Z-Bosonen sind die Austauschteilchen der schwachen Kraft. Neue Ergebnisse von ATLAS und CMS beweisen die Existenz eines Higgs-Bosons, konsistent mit der Vorhersage des Standardmodells im Zusammenhang mit der Generation von Teilchenmassen.
Analyse von Endzuständen mit einem Z-Boson und zwei Photonen
Die Produktion dreier Eichbosonen der elektroschwachen Wechselwirkung wird im Standardmodell der Teilchenphysik beschrieben und weist einen verhältnismäßig kleinen Wirkungsquerschnitt auf. Diese seltenen Prozesse können mit Hilfe des Run-2 Datensatzes des ATLAS-Detektors untersucht und experimentell validiert werden.
Produktion des W-Bosons durch Vektorbosonfusion
Die Beobachtung und die Messung von Selbstwechselwirkungen der schwachen Eichbosonen bietet uns die Möglichkeit indirekt nach Physik jenseits des Standardmodells zu suchen. Die elektroschwache Erzeugung des W-Bosons zusammen mit zwei Jets beinhaltet die dreifachen Eichbosonvertices WWy und WWZ und ist daher sensitiv zur Produktion des W-Bosons durch Vektorbosonfusion (VBF).
Die Präzissionsmessung der Produktion von W-Bosonen in Assoziation mit Jets ("W+ Jet-Ereignisse") ist nicht nur ein aussagekräftiger Test für störungstheoretische Quantenchromodynamik (QCD), sondern auch eine wichtige Messung für Suchen nach neuer Physik, bei denen W+ Jet-Ereignisse ein dominierender Untergrund sind.
Analyse von Endzuständen mit einem W-Boson und zwei Photonen
Die Signatur mit einem W-Boson und zwei Photonen wird einer der ersten Drei-Boson-Endzustände sein, die mit dem ATLAS Detektor gemessen werden können. Das Studium dieses Zustandes ist attraktiv, da er auf die sogenannten quartischen Eichkopplungen, die die simultane Wechselwirkung von vier Vektorbosonen beschreiben, sensitiv ist.
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