Die vorliegende Arbeit stellt eine Messung des inklusiven und differenziellen Wirkungsquerschnitts der Reaktion pp → Z/γ* → e+e- mit dem ATLAS-Detektor am LHC vor. Der differenzielle Wirkungsquerschnitt ist als Funktion der Z-Boson-Rapidität bestimmt worden. Die zugrundeliegenden Daten wurden bei einer Schwerpunktsenergie von √s = 7 TeV im Jahr 2010 aufgezeichnet. Sie entsprechen einer integrierten Luminosität von 36,2 pb-1. Systematische Unsicherheiten von z.Bsp. Pileup-Effekten, Effizienzunsicherheiten und Unterschiede in verschiedenen Monte-Carlo-Generatoren wurden berücksichtigt. Den größten Beitrag stellt die Unsicherheit auf die Identifikationseffizienzkorrektur dar. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind mit den Resultaten aus der Analyse des Myon-Kanals sowie theoretischen Vorhersagen in Übereinstimmung.
Weiterhin wurde das elektromagnetische Kalorimeter des ATLAS-Dektors, inklusive aller Subdetektoren bis zu einer Rapidität von |η| = 4,9, mit Hilfe von Z → e+e-- Ereignissen kalibiert. Methoden zur Verifikation der Kalibration sowie die Bestimmung der systematischen Unsicherheiten werden präsentiert. Die Gesamtunsicherheit der Kalibrationsfaktoren ist im Bereich der Wirkungsquerschnittsmessung nie größser als 2%.
Zur Bestimmung der Identifikations- und Isolationseffizienzen wurden die Z → e+e--Ereignisse mit einer Tag-and-Probe-Methode untersucht. Die Ergebnisse sind mit den offiziellen ATLAS-Messungen kompatibel. Weiterhin wurde der Untergrund, welcher den größten Beitrag zur systematischen Unsicherheit liefert, mit verschiedenen Fit-Methoden bestimmt.
The inclusive and single differential in Z boson rapidity bins cross sections for the pp → Z/γ* → e+e- process are measured with the ATLAS detector at the LHC. The data are taken in 2010 at a center-of-mass energy of √s = 7 TeV and correspond to an integrated luminosity of 36.2 pb-1. Several types of systematic uncertainties, including pileup effects, efficiency corrections and differences in Monte-Carlo generators are considered. The dominant uncertainty comes from the electron identification efficiency correction. All results are in agreement with the muon channel analysis and with theoretical predictions.
The calibration of the ATLAS electromagnetic calorimeter using Z → e+e- events is performed for all sub-detectors up to |η|=4.9 in bins of electron η. Several tests of the calibration method as well as studies of the systematic uncertainties are presented. Total uncertainties of the calibration factors do not exceed 2 % for the region where the cross section is measured.
The electron identification and isolation efficiency measurements are studied using a tag-and-probe method. The results are in agreement with the other ATLAS measurement. The dominant systematic uncertainty, which comes from the background subtraction, is estimated using several fit methods.