Kurzfassung
In dieser Arbeit wird die Messung der assoziierten Produktion eines W-Bosons und eines Charm-Quarks in Proton-Proton Kollisionen am LHC bei einer Schwerpunktsenergie von 13 TeV vorgestellt.
Der Datensatz der in dieser Analyse verwendet wird, wurde durch das CMS Experiment am CERN LHC aufgezeichnet und entspricht einer integrierten Luminosität von 35.7 fb^-1.
Die W-Bosonen werden durch das Vorhandensein eines Myons und eines Neutrinos im Endzustand identifiziert, wobei sich die Präsenz des Letztgenannten aus dem fehlenden Transversalimpuls innerhalb eines Events ableiten lässt.
Charm-Quarks werden durch die vollständige Reconstruktion von D*(2010)^± Mesonen identifiziert, welche dem Zerfallskanal D*(2010)^± → D^0 + π^± → K^∓ + π^± π^± folgen.
Der Phasenraum dieser Messung ist durch den Transversalimpuls des Myons pT(μ) > 26 GeV, die Pseudorapidität des Myons |η(μ)| < 2.4 und den Transversalimpuls des Charm-Quarks pT(c) > 5 GeV bestimmt.
Die Messung wird sowohl inclusiv, als auch differentiell, als eine Funktion der absoluten Pseudorapidität des Myons aus dem Zerfall des W-Bosons, durchgeführt.
Die Ergebnisse werden mit theoretischen Vorhersagen verglichen, bei denen verschiedene Sets an Parton-Verteilungsfunktionen, (eng. parton distribution functions (PDF)) verwendet werden.
In einer anschließenden QCD-Analyse wird der Strange-Quark Anteil im Proton bestimmt und die Auswirkung der neuen Messung auf die Unsicherheiten der Partonverteilung untersucht.
Die daraus resultierende Strange-Quark Verteilung des Protons wird mit jenen verglichen, die in globalen PDF Fits aus den Daten von Neutrino-Streuexperimenten bestimmt wurden.
This thesis presents the measurement of of associated production of a W boson and a charm quark (W+c) in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV. The data used in this analysis has been recorded by the CMS experiment at the CERN LHC and corresponds to an integrated luminosity of 35.7 fb^-1. The W bosons are reconstructed by the presence of a muon and a neutrino, with the latter indicated by the missing transverse momentum in an event. Charm quarks are identified by the full reconstruction of /Dstarpm mesons decaying via D*(2010)^± → D^0 + π^± → K^∓ + π^± π^±. The fiducial phase space of the measurement is defined by the muon transverse momentum pT(μ) > 26 GeV, muon pseudorapidity |η(μ)| < 2.4 and the charm quark transverse momentum pT(c) > 5 GeV. The measurement is performed inclusively and differentially as a function of the absolute pseudorapidity of the muon from the W boson decay. The results are compared to theoretical predictions using different PDF sets. A subsequent QCD analysis is performed to extract the strange quark content of the proton and assess possible improvements in the uncertainties associated with the distribution by including the new measurement. The extracted strange quark distribution is compared to distributions obtained in global PDF fits, which utilize the results of neutrino scattering experiments.