Unter Verwendung der detaillierten Simulation des CMS Detektors am Large Hadron Collider werden Top Quark Paare im semileptonischen Zerfallskanal untersucht. Die vollständige Analyse ist auf das Ziel der Bestimmung differentieller Wirkungsquerschnitte ausgerichtet. Besondere Bedeutung wird dabei sowohl auf die Definition der initialen Rekonstruktionsobjekte gelegt, als auch auf die Formulierung einer unverfälschten undeffizienten Ereignisselektion.
Der semileptonische Zerfall von t t ist in mehrfacher Hinsicht ausgezeichnet geeignet für eine solche Betrachtung. In Erwartung der hohen Produktionsrate am LHC handelt es sich bei der Beschäftigung mit dem schwersten bekannten Teilchen physikalisch um ein höchst interessantes Experimentierfeld. Auf der Seite der Rekonstruktion werden nahezu alle Objekte benötigt, die überhaupt rekonstruiert werden. Die exakte Definition von rekonstruierten Objekten wie Leptonen oder Jets wird deshalb ausführlich behandelt. Unter anderem werden eine hocheffiziente Methode zur Elektronidentifikation, sowie eine Prozedur zur Isolation von Leptonen beschrieben.
Es werden zwei verschiedene Verfahren zur Ereignisselektion entworfen und bei einer Selektionseffizienz von 10% verglichen; eine schnittbasierte Methode sowie ein neuronales Netz. Für die Selektion und die finale Ereignisrekonstruktion wird ein kinematischer Fit entwickelt. Als Test der kompletten Kette werden die differentiellen Verteilungen in Rapidität, invarianter Masse und transversalem Impuls des t t Systems analysiert.Semileptonic top quark pair decays are analysed using full simulation of the CMS detector at the proton--proton collider LHC. A complete analysis of event selection and reconstruction is performed with the goal of the determination of differential cross sections. Special emphasis is put on object reconstruction and an efficient and unbiased event selection procedure.
The reconstruction of semileptonic t t decays uses the full combination of all reconstruction objects. These objects are specifically defined and analysed in their reconstruction performance. For this several methods are developed and implemented. A highly efficient electron identification and a clear procedure of lepton isolation are defined.
Two selections are compared, a cut-based and a neural network-based selection with a common efficiency of 10 %. For the event selection and reconstruction a kinematic fit is implemented. As final step the t t spectra of rapidity, invariant mass and transverse momentum are analysed.