Kurzfassung
Die bekannten Einschränkungen des Standardmodells treiben die Suche nach neuer Physik voran und bilden einen zentralen Schwerpunkt der modernen experimentellen Teilchenphysik. Diese Dissertation präsentiert zwei Suchen nach Physik jenseits des Standardmodells am ATLAS Experiment, fokussiert auf Endzustände mit vier Top-Quarks. Die erste Analyse untersucht Endzustände mit einem einzelnen Lepton, wobei die Masse der Resonanz explizit rekonstruiert wird. Hierbei werden die Produkte des vollständig hadronischen Zerfalls verwendet. Das Vorhandensein eines Signals wird sowohl innerhalb eines vereinfachten top-philic Boson Models als auch modellunabhängig geprüft, indem lokale Abweichungen zwischen den Daten und dem Hintergrund identifiziert werden. Die Ergebnisse weisen eine Kompatibilität der Daten mit der Untergrundhypothese auf, und es wurden Ausschlussgrenzen festgelegt. Die zweite Untersuchung richtet sich auf Endzustände mit mindestens zwei rekonstruierten Leptonen gleicher elektrischer Ladung. In diesem Kontext wird ein Algorithmus zur Resonanzrekonstruktion vorgestellt, der eine vielversprechende Grundlage bietet, um modellunabhängige Ergebnisse für Endzustände mit mehreren Leptonen zu erzielen.
Für die nächste Phase des LHC wird der aktuelle ATLAS Spurendetektor durch den sogenannten ITk ersetzt. Der äußere Teil des ITk besteht aus Silizium-Streifensensoren, während in den Vorwärtsregionen die Spurrekonstruktion in den Endkappen erfolgt. Diese Dissertation beschreibt die Produktion und Qualitätssicherung der ITk-Silizium-Streifen-Endkappenmodule, den grundlegenden Einheiten in den Endkappen. Ein speziell entwickeltes Werkzeug zur Überwachung des Produktionsprozesses wird vorgestellt, das dazu dient, Abweichungen frühzeitig zu erkennen und zu beheben, um die hohe Qualität der Module sicherzustellen. Besonderes Augenmerk liegt auf die thermische Wechselbeanspruchung, dem anspruchsvollsten Schritt der Qualitätskontrolle. Dieses Verfahren erfordert eine eigens entwickelte Einrichtung und spezielle Software, die beide in dieser Arbeit detailliert beschrieben werden.
The Standard Model's known limitations drive the search for new physics, a major focus of modern experimental particle physics. This thesis presents two searches for Beyond the Standard Model physics in the four-top-quark final state at the ATLAS experiment. The first search focuses on final states with a single lepton. The mass of the resonance is explicitly reconstructed by using the products of its fully-hadronic decay. The presence of the signal is investigated both for a simplified vector top-philic boson model, and without model dependence by identifying localized deviations in data compared to the background. The data was found to be compatible with the background-only hypothesis, and exclusion limits were set. The second search investigates final states with at least two reconstructed leptons with the same-sign electric charge. This thesis presents the algorithm for reconstruction of the resonance in this final state and shows its potential application for obtaining model-independent results for final states with multiple leptons. Before the next LHC phase, the current ATLAS tracking detector will be replaced by a new one, called the ITk. The outer part of the ITk is made using silicon strip sensors, and in the forward regions the tracking is performed in the endcaps. This thesis describes the work on production and quality control of ITk silicon strip endcap modules, the single sensitive units in the ITk strip endcaps. A tool for monitoring module production is presented, which allows to identify deviations in the production process in time and quickly mitigate them in order to ensure excellent quality of the produced modules. The most demanding module quality control step is thermal cycling, requiring a specific setup and dedicated software, both of which are described in this work.