Kurzfassung
Diese Arbeit beschreibt die erste experimentelle Bestimmung der Energieskalenabh/'angigkeit (Effekt, bekannt als /glqq{}running/grqq{}) der Masse des Top Quarks. Hierf/'ur wird der Top Quark-Antiquark ($/mathrm{t/bar{t}}$) Wirkungsquerschnitt in Abh/'angigkeit von der invarianten Masse des $/mathrm{t/bar{t}}$-Systems, $m_{/mathrm{t/bar{t}}}$, gemessen. Es werden die in Proton-Proton-Kollisionen am LHC gewonnenen Daten bei einer Schwerpunktsenergie von 13 TeV verwendet, welche vom CMS-Detektor am CERN LHC im Jahre 2016 aufgezeichnet wurden und einer integrierten Luminosit/'at von $35,9~/mathrm{fb}^{-1}$ entsprechen. Es werden ($/mathrm{t/bar{t}}$) Ereignisse mit einem Elektron und einem Myon entgegengesetzter Ladung im Endzustand selektiert. Der differentielle Wirkungsquerschnitt $/text{d}/sigma_{/mathrm{t/bar{t}}} / /text{d}m_{/mathrm{t/bar{t}}}$ wird mittels einer Maximum-Likelihood-Anpassung an multidifferenzielle Endzustands-Verteilungen bestimmt.
Die Top Quark Masse, definiert im modifizierten minimalen Subtraktionsrenormierungsschema ($/mathrm{/overline{MS}}$), $m_{/mathrm{t}}(/mu)$, wird als Funktion der Skala $/mu=m_{/mathrm{t/bar{t}}}$ ermittelt, indem der gemessene differentielle Wirkungsquerschnitt $/text{d}/sigma_{/mathrm{t/bar{t}}} / /text{d}m_{/mathrm{t/bar{t}}}$ mit den theoretischen Vorhersagen der n/'achstf/'uhrenden Ordnung verglichen wird. Die resultierende Skalenabh/'angigkeit der Top-Quark-Masse wird mit der L/'osung der entsprechenden Renormierungsgruppengleichung zu einer Schleife verglichen. Somit wird das /glqq{}running/grqq{} der Top Quark Masse bis hin zu einer Skala in der Gr/'o'senordnung von 1~TeV gemessen.
In this thesis, the first experimental determination of the running of the top quark mass is presented. The running is extracted from a measurement of the differential top quark-antiquark ($/mathrm{t/bar{t}}$) production cross section as a function of the invariant mass of the $/mathrm{t/bar{t}}$ system, $m_{/mathrm{t/bar{t}}}$. The analysis is performed using proton-proton collision data recorded by the CMS detector at the CERN LHC in 2016, corresponding to an integrated luminosity of $35.9~/mathrm{fb}^{-1}$. Candidate $/mathrm{t/bar{t}}$ events are selected in the final state with an electron and a muon of opposite charge, and the differential cross section $/text{d}/sigma_{/mathrm{t/bar{t}}} / /text{d}m_{/mathrm{t/bar{t}}}$ is determined at the parton level by means of a maximum-likelihood fit to multidifferential final-state distributions. The value of the top quark mass in the modified minimal subtraction ($/mathrm{/overline{MS}}$) renormalization scheme, $m_{/mathrm{t}}(/mu)$, is determined as a function of the scale $/mu=m_{/mathrm{t/bar{t}}}$ by comparing the measured $/text{d}/sigma_{/mathrm{t/bar{t}}} / /text{d}m_{/mathrm{t/bar{t}}}$ to theoretical predictions at next-to-leading order, and the resulting scale dependence is interpreted as the running of the top quark mass. The observed running is found to be compatible with the one-loop solution of the corresponding renormalization group equation, up to a scale of the order of 1~TeV.