Top-Quark Massenbestimmung mittels B-Mesonen Zerfallslängenmessung

Da bei LHC ein Großteil aller Top-Quarks nahezu an ihrer Massenschwelle, also bei und damit quasi in Ruhe erzeugt werden, zerfallen sie am Ort ihrer Produktion. Der Boost, den das aus dem Top-Zerfall stammende b-Quark erhällt, kann im Ruhesystem des Top-Quarks geschrieben werden als

Daher ist stark korreliert mit dem Boost, bzw. dem Impuls des B-Mesons und die Top Masse kann aus der mittleren Lebensdauer bzw. aus der mittleren transversalen Zerfallslänge der B-Mesonen

bestimmt werden. Dabei kann direkt gemessen werden ohne das auf Kalorimeterinformationen zurückgegriffen werden muss. ist gegeben durch den Abstand des Zerfallsvertex des B_Mesons (Sekundärvertex) vom primären Vertex. Daher ist nur Spurrekonstruktion basierend auf Vertex-Tracking-Detektoren mit sehr gutem Orts- und Vertex-Auflösungsvermögen (ATLAS-Pixel: 5-10 µm) zur Bestimmung von nötig.

wird auf der Basis simmulierter -Ereignisse, wobei verschiedene Top-Quark-Massen angenommenen werden, rekonstruiert. Dazu werden Schnitte bzgl. der transversalen Impulse der elektronen, Myonen und Jets gemacht sowie an die fehlende transversale Energie der Neutrinos (Eventselektion). Die Abbildung zeigt [mm] als Funktion von [GeV/c²]. Diese wird mass estimator (Schätzfunktion) genannt und wird als template (Schablone) benutzt, um aus der gemessenen echter ATLAS-Daten die zugehörige Top-Quark-Masse bestimmen zu können.