KIP-Veröffentlichungen

Die Struktur der elektoschwachen Wechselwirkung kann mit Hilfe von photoninduzierter WW-Produktion durch Proton-Proton-Kollissionen am Large Hadron Collider untersucht werden. Hierbei kollidieren quasi-reale Photonen, welche durch die elektromagnetischen Felder der Protonen emittiert werden, peripher. Die Protonen bleiben bei dieser Kollision intakt und werden dabei in die Vorwärts-Region des Experiments gestreut. In dieser Region können die kinematischen Eigenschaften der Protonen von den ATLAS Forward Proton (AFP) Detektoren vermessen werden. Dadurch wird eine vollständige Rekonstruktion der Kinematik des WW-Systems unabhängig von dem zentralen ATLAS Detektor ermöglicht. Diese Arbeit behandelt die Messung des semileptonischen Zerfalls von durch Photoninduktion erzeugten W-Boson-Paaren. Die Messung verwendet Daten aus dem Run 2 des LHCs bei einer Schwerpunktsenergie von √s = 13 TeV und enhält Daten, die einer integrierten Luminosität von 14.6 fb⁻¹ entsprechen. Für diese Messung werden zwei Methoden zur Rekonstruktion des hadronischen Zerfalls des W-Bosons untersucht: Eine aufgelöste und eine boosted Topolgie. Beide Methoden werden benutzt um die Sensitivität auf anomale quartische Eichkopplungen zu evaluieren. Der Untergrund wird mit datenbasierten Verfahren abgeschätzt und die Konsistenz beider Methoden wurde durch Vergleichsstudien bestätigt. Die Zahl beobachteter Ereignisse ist konsistent mit dem erwarteten Untergrund. Die Ergebnisse der Studie werden im Kontext der effektiven Feldtheorie des Standardmodells interpretiert und benutzt, um die Koeffizienten der Operatoren der Dimension acht einzugrenzen. Daraus können Konfidenzintervalle für die anomalen quartischen Eichkopplungen bestimmt werden, welche bereits bestehende Grenzen bestätigen.

Photon-induced WW production in proton-proton collisions at the Large Hadron Collider provides a clean environment to probe the electroweak structure of the Standard Model. Quasi-real photons, emitted by the electromagnetic fields of the protons, collide peripherally. The protons that remain intact scatter into the forward region of the experiment, where the ATLAS Forward Proton (AFP) detectors can measure their kinematic properties. This enables the full kinematic reconstruction of the WW system, independent of the central ATLAS detector. This thesis presents the measurement of the semileptonic photon-induced WW production in Run 2 of LHC at a centre-of-mass energy of √s = 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 14.6 fb⁻¹. Two reconstruction methods for the hadronically decaying W boson are studied: the resolved and boosted topologies. Both reconstructions are used to test the sensitivity to potential anomalous quartic gauge couplings. Data-driven techniques are employed to estimate background contributions, with cross-checks between different methods confirming consistency. Good agreement is observed between the background predictions and the observed number of events in data. The results are interpreted within the framework of the Standard Model Effective Field Theory, and are used to constrain the coefficients of dimension 8 operators. Confidence intervals for the anomalous quartic gauge couplings are derived, confirming existing limits.