Kurzfassung
Es wird eine Messung der Topquarkmasse vorgestellt, für die LHC-Proton-Proton-Kollisionsdaten
aus Run 2 verwendet werden.
Der Datensatz mit einer integrierten Luminosität von $35.9/,/text{fb}^{-1}$
wurde 2016 mit dem CMS-Detektor bei einer Schwerpunkts/-energie von 13 TeV aufgezeichnet.
Es werden Ereignisse selektiert, in denen ein Topquark und ein Topantiquark produziert werden und beide
ausschließlich zu Jets zerfallen.
Dieser voll-hadronische $/text{t}/overline{/text{t}}$-Endzustand wird duch sechs Jets im Detektor charakterisiert und ist daher
von Multijet-Untergrund kontaminiert, welcher aus Daten in einer Kontrollregion abgeschätzt wird.
Ein kinematischer Fit wird genutzt, um das gesamte $/text{t}/overline{/text{t}}$-System zu rekonstruieren.
Durch diesen wird die Auflösung der invarianten Masse der Topquarkkandidaten verbessert
und gleichzeitig kann der Multijet-Untergrund reduziert
werden, indem ein Fitgütekriterium angewandt wird.
Die Topquarkmasse wird mittels der Ideogrammmethode extrahiert, während gleichzeitig ein zusätzlicher
Jet-Energie-Skalierungsfaktor (JSF) eingeschränkt wird, um systematische Unsicherheiten zu reduzieren.
Die Bestimmung der Topquarkmasse liefert $m_{/text{t}}=172.34/pm0.20/,/text{(stat+JSF)}/pm0.70/,/text{(syst)}$ GeV, was in guter Übereinstimmung
mit früheren Messungen ist.
Des Weiteren wird eine kombinierte Messung der Topquarkmasse durchgeführt, bei der der voll-hadronische und
der lepton+jets-Zerfallskanal simultan verwendet werden.
Dazu wird eine kombinierte Likelihoodfunktion konstruiert, die die Ereignisse aus beiden Zerfallskanälen enthält.
Die Massenextraktion wird wie für den voll-hadronischen Endzustand angewandt.
Die resultierende Messung ergibt $m_{/text{t}}=172.26/pm0.07/,/text{(stat+JSF)}/pm0.61/,/text{(syst)}$ GeV.
Dies ist das erste Mal, dass eine Messung der Topquarkmasse präsentiert wird, bei der beide Endzustände in
einer einzelnen Likelihoodfunktion kombiniert wurden.
Das Ergebnis ist konsistent mit anderen Messungen am LHC.
Ein globaler elektroschwacher Fit, für den diese Messung verwendet wird, zeigt wie wichtig die Topquarkmasse für
Konsistenztests des Standardmodells der Teilchenphysik ist.
A measurement of the top quark mass using LHC proton-proton collision data with an integrated luminosity of $35.9/,/text{fb}^{-1}$ is presented. The dataset has been recorded with the CMS detector in LHC Run~2 at a center-of-mass energy of 13 TeV in the 2016 data taking period. Events are selected in which a top quark and a top antiquark are produced and both decay exclusively to jets. This $/text{t}/overline{/text{t}}$ all-jets final state is characterized by six jets in the detector and therefore contaminated by multijet background, which is estimated from data in a control region. A kinematic fit is utilized to reconstruct the full $/text{t}/overline{/text{t}}$~system, improving the invariant mass resolution for the top quark candidates and at the same time reducing the multijet background by requiring a goodness-of-fit criterion. The top quark mass is extracted using the ideogram method, simultaneously constraining an additional jet energy scale factor (JSF) to reduce systematic uncertainties. The top quark mass is found to be $m_{/text{t}}=172.34/pm0.20/,/text{(stat+JSF)}/pm0.70/,/text{(syst)}$ GeV, agreeing well with previous measurements. Furthermore, a combined top quark mass measurement using the all-jets and lepton+jets final states simultaneously is performed. For this, a combined likelihood including the events of both final states is constructed and the same mass extraction is applied as for the all-jets final state. The resulting measurement is $m_{/text{t}}=172.26/pm0.07/,/text{(stat+JSF)}/pm0.61/,/text{(syst)}$ GeV. This is the first time a top quark mass measurement combining both final states in a single likelihood function is presented. The result is consistent with other measurements at the LHC. A global electroweak fit employing this measurement shows the importance of the top quark mass for consistency checks of the standard model of particle physics.