Cross Section measurements of t ̄t pair production in the boosted regime in proton-proton collisions at √s=13 TeV with the CMS experiment at the Large Hadron Collider

Abstract

In this thesis measurements of the top-quark pair production at the very high transverse momentum are presented. When a top quark is produced with very high momentum the decay products are collimated in the direction of the quark, and they can be clustered within a single large cone size jet. The decay products of top quarks with transverse momentum larger than 400 GeV are likely having this boosted configuration. A definition of a particle-level top jet is developed which is independent of the partonic configuration. The measurements are performed with proton-proton collision data collected by the CMS experiment at the LHC, at the center of mass energy of 13 TeV and they are presented differentially in the transverse momentum of the top jets and differentially in the azimuthal angle between the two top-jets. The results are compared to theory predictions provided from different Monte Carlo event generators: i.e Powheg+Pythia8, Powheg+Herwigpp and aMC@NLO+Pythia8.

In dieser Arbeit werden Messungen von Top-Quark Paarproduktion bei sehr hohem Transversalimpuls vorgestellt. Wenn ein Top-Quark mit einem sehr hohen Impuls erzeugt wird, werden die Zerfallsprodukte in Richtung des Quarks kollimiert und können in einem einzigen Jet mit großen Jet-Cone gebündelt werden. Die Zerfallsprodukte von Top-Quarks mit einem Transversalimpuls von mehr als 400 GeV weisen diese besondere Konfiguration auf. Es wird eine Definition eines Top-Jets auf Teilchenlevel erarbeitet, die unabhängig von der zugrunde liegenden Partonkonfiguration ist. Die Messungen werden mit Proton-Proton-Kollisionsdaten durchgeführt, die durch das CMS-Experiment am LHC bei einer Massenschwerpunktsenergie von 13 TeV aufgenommen wurden, und sie werden dargestellt differentiell im Transversalimpuls der Top-Jets und im azimuthalen Winkel zwischen den beiden Top-Jets. Die Ergebnisse werden mit theoretischen Vorhersagen verglichen, die von verschiedenen Monte-Carlo-Ereignisgeneratoren bereitgestellt werden: d. H. Powheg+Pythia8, Powheg+Herwigpp and aMC@NLO+Pythia8.