Kurzfassung
Messungen der Luminosität und der Top-Quark-Paarproduktion in Assoziation mit einem Z-Boson (ttZ) in Proton-Proton-Kollisionen mit dem CMS-Experiment am LHC werden gezeigt. Die Messung der Luminosität des CMS-Experiments wird mit der Van-der-Meer-Methode (VdM-Methode) kalibriert, die auf Daten von Strahltrennungsscans beruht. Eine Bestimmung der Längenskala wird mit den Daten von Scans konstanter Trennung durchgeführt. Die Verzerrung der VdM-Methode aufgrund der Annahme faktorisierbarer Protonendichten für die Strahlen wird mit einer verbesserten Methode ermittelt, die die aus den Daten von Beam-Imaging Scans rekonstruierten transversalen Dichten be- nutzt. Die Ergebnisse werden mit umfassenden Simulationsstudien evaluiert. Beide Studien führen zu einer signifikanten Verbesserung der systematischen Unsicherheit der Messung der integrierten Luminosität. Messungen von ttZ-Produktion in Proton-Proton-Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie von 13 TeV werden mit Ereignissen durchgeführt, die drei geladene Leptonen beinhalten, wobei das Z-Boson aus seinem Zerfall zu zwei gegensätzlich geladenen Leptonen identifiziert wird. Die erste differenzielle Wirkungsquerschnittsmessung von ttZ-Produktion als Funktion kinematischer Eigenschaften des Z-Bosons wird gezeigt, basierend auf einem Datensatz, der einer integrierten Luminosität von 77,5 fb^(-1) entspricht und in 2016 & 2017 aufgezeichnet wurde. Eine erweiterte differenzielle Messung als Funktion von Top-Quark Observablen mit dem vollständigen Run-2-Datensatz. entspricht, wird gezeigt. Die der einer integrierten Luminosität von 137 fb^(-1) Messung beinhaltet eine kinematische Rekonstruktion des tt-Systems und erlaubt die Untersuchung des QCD-Produktionsmechanismus. Innterhalb der gegenwärtigen experimentellen Unsicherheiten stimmen die gemessenen differenziellen Wirkungsquerschnitte gut mit Vorhersagen des Standardmodells überein.
Measurements of the luminosity and of top quark pair production in association with a Z boson (ttZ) in proton-proton collisions with the CMS experiment at the LHC are presented. The luminosity measurement of the CMS experiment is calibrated with the Van der Meer (VdM) method, based on data collected during beam separation scans. A calibration of the length scale is performed using data from constant-separation scans. The bias of the VdM method due to the assumption of factorisable proton densities of the beams is estimated with an improved method using the transverse densities as determined from beam-imaging scan data. The performance is evaluated with dedicated simulation studies. Both studies lead to a significant reduction of the systematic uncertainty for the measurement of the integrated luminosity. Measurements of ttZ production in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV are performed using events with three charged leptons where the Z boson is identified in its decay to two oppositely charged leptons. The first differential ttZ production cross section measurement as a function of kinematic properties of the Z boson is presented, based on a dataset corresponding to an integrated luminosity of 77.5 fb^(-1) collected in 2016 & 2017. An extended differential measurement as a function of top quark observables is presented using the full Run 2 dataset, corresponding to an integrated luminosity of 137 fb^(-1). It includes a kinematic reconstruction of the tt system and allows to probe the QCD production mechanism. With current experimental uncertainties, the measured differential cross sections are found to be in good agreement with standard model predictions.