Promotionsvortrag von Aaron van der Graaf

In dieser Arbeit wird die Suche nach der Produktion von Top-Quark-Paaren gleicher Ladung im Rahmen der Standardmodell-Effektiven-Feldtheorie (SMEFT) vorgestellt. Die Analyse wurde innerhalb der ATLAS-Kollaboration durchgeführt, wobei Proton-Proton-Kollisionsdaten verwendet werden, die während des Run 2 des Large Hadron Colliders mit dem ATLAS-Detektor aufgezeichnet wurden. Die Daten entsprechen einer integrierten Luminosität von 140 inversen fb bei einer Schwerpunktsenergie von 13 TeV. Die Produktion gleich geladener Top-Quark-Paare ist im Standardmodell stark unterdrückt. Daher bietet diese Suche eine seltene und zugleich sensitive Methode, nach Physik jenseits des Standardmodells zu suchen. In dieser Analyse werden drei SMEFT-Operatoren berücksichtigt, die zur Produktion gleich geladener Top-Quark-Paare beitragen können, namentlich Otu1, Oqu1, und Oqu8.
Die Suche erfolgt im Dilepton-Endzustand. Tiefe neuronale Netze werden eingesetzt, um Regionen zu definieren, die empfindlich auf die verschiedenen SMEFT-Operatoren reagieren, und um eine Signal-Untergrund-Trennung durchzuführen. Eine Profil-Likelihood-Analyse wird über alle Analyseregionen durchgeführt, um die Stärke des Signals zu extrahieren. Die Ergebnisse der Analyse stimmen gut mit den Vorhersagen des Standardmodells überein, ohne dass signifikante Abweichungen beobachtet wurden.
Beobachtete obere Grenzen werden für die Wilson-Koeffizienten der SMEFT-Operatoren auf einem Konfidenzniveau von 95 Prozent gesetzt: ctu1 < 0.0068, cQu1 < 0.020 und cQu8 < 0.041. Dies entspricht einer beobachteten oberen Grenze für den Wirkungsquerschnitt der Produktion gleich geladenen Top-Quark-Paaren von 1.6 fb bei einem Konfidenzniveau von 95 Prozent. Diese Analyse liefert die bisher strengsten Grenzen für diese SMEFT-Operatoren und verbessert frühere Grenzen um einen Faktor von etwa 10.