Kurzfassung
Der International Linear Collider (ILC) ist ein geplanter Elektron-Positron-Teilchenbe-
schleuniger mit einer Schwerpunktsenergie von 250 GeV in der ersten Ausbaustufe. Der
Elektronenstrahl wird zu 80% und der Positronstrahl zu 30% polarisiert sein. Dies erlaubt
sehr präzise Messungen der Parameter des Standardmodells (SM) der Teilchenphysik und
der Eigenschaften des Higgs-Bosons, ebenso wie einzigartige Suchen für Physik jenseits des
SM. Der ILC wird insbesondere noch nie dagewesene Messgenauigkeit von elektroschwa-
chen Observablen bieten, mit dem Ziel eine um zwei Größenordnungen bessere Genauigkeit
zu erlangen als bisher erreicht. Dies wird einen tiefen Einblick in die chirale Struktur des
SM geben und ein zusätzliches Portal zu Phaenomenen jenseits des SM öffnen.
In dieser Arbeit wird eine neue Studie vorgestellt, die Paarerzeugung von W - und Z-
Bosonen, einzelne Erzeugung von W -Bosonen sowie 2-Fermion-Produktion in einer glo-
balen Analyse kombiniert. Diese Analyse wird eine kohärente Bestimmung der totalen
Wirkungsquerschnitte und Links-Rechts-Asymmetrien von allen berücksichtigten Kanä-
len, ebenso wie anomale dreifache Eichkopplungen und die luminositätsgewichtete mittlere
Polarisation, die als absolute Skalenkalibrierung der Polarisation für all Physikanalysen
benutzt wird, liefern.
Diese Studie zeigt, dass die relative Unsicherheit von einige Promille für alle diese Messun-
gen bereits ab der ersten Ausbaustufe des ILCs umsetzbar ist und dass ein polarisierter
Positronenstrahl wesentlich für das Erreichen dieses Grades an Präzision für den tota-
len Wechselwirkungsquerschnitt und die Links-Rechts-Asymmetrie ist. Desweitern werden
systematischen Unsicherheiten, einschließlich ihrer Korrelationen, in dieser Analyse be-
rücksichtigt und deren Auswirkung auf die Messgenauigkeit von elektroschwachen Obser-
vablen wird vorgestellt.
Die Simulation des ILD-Detektorkonzepts basiert auf einer detaillierten Planungsgrundla-
ge, die viele realitätsnahe Details des Detektors, des Beschleunigers und ihrer Schnittstelle
berücksichtigt. Einer dieser Aspekte ist die Anforderung an die Vakuumqualität in dem
Strahlrohr. In diesem Zusammenhang, wurden die Wechselwirkungen zwischen einem Elek-
tronenpaket des ILC und den Restgasatomen in der Wechselwirkungszone des ILD, deren
Druckabhängigkeit und deren Auswirkung auf den Detektor mit einer Geant4-basierten
Simulation studiert. Grund dafür war eine Umgestaltung der vorwärtsgerichteten Region
des ILD hinsichtlich zweier Veränderungen der ILC-Planungsgrundlage, die die Brennweite
der letzten Fokussierungsmagnete reduzieren und einen zusätzlichen Strahlpositionsmoni-
tor einführen. Einen Teil des dafür benötigten Platzes wurde durch das Entfernen der
ursprünglich an diesem Orts vorgesehene Vakuumpumpe wiedererlangt. In dieser Arbeit
wird gezeigt, dass Strahl-Restgas-Kollisionen eine nicht vernachlässigbare, aber geringe
Quelle des Untergrunds ausmacht, selbst wenn die Pumpe entfernt ist.
The International Linear Collider (ILC) is a planned electron-positron collider with a first stage at a center-of-mass energy of 250 GeV. The electron beam will be polarized to 80% and the positron beam to 30%. This allows for very precise measurements of Standard Model (SM) parameters, and of properties of the Higgs boson as well as unique searches for physics beyond the SM. In particular, the ILC will provide unprecedented measurement precision on electroweak observables, aiming for up to 2 orders of magnitude better precision than previously achieved. This will provide a deep insight into the chiral structure of the SM and open an additional portal to physics beyond the SM. In this thesis, a new study at 250 GeV will be presented using a combined analysis of W - and Z-pair production, as well as single-W production and 2-fermion final state. This analysis will provide a coherent extraction of the total cross sections and the left-right asymmetries of all considered channels, as well as anomalous Triple Gauge Couplings and the luminosity-weighted average polarization, which is used as the absolute scale calibration of the polarization for all physics analyses. This study shows that a relative uncertainty of a few permille for all these measurements is already feasible at the first stage of the ILC and that a polarized positron beam is essential for achieving this level of precision for the total cross section and the left-right asymmetry. Furthermore, systematic uncertainties including their correlations are considered in this analysis and their impact on the measurement precision on the electroweak observables will be presented. The simulation of the ILD detector concept is based on a detailed baseline design which considers many real-life details of the detector, the accelerator and their interface. One of these aspects is the requirement on the vacuum quality in the beam-pipe. In this context, interactions between the electron bunch of the ILC and the residual gas atoms in the interaction region of ILD, their pressure dependency and their impact on the detector was studied with Geant4-based simulations. This was motivated by a redesign of the forward region of ILD, due to two changes in the ILC baseline design which reduced the focal length of the final doublet and introduced an additional beam position monitor. A part of the required space for this was regained by removing an original foreseen vacuum pump at this location. In this thesis, it will be shown that beam-gas collisions constitute a non-negligible, but minor source of background even if the pump is removed.