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Promotionsvortrag von Alex Seuthe

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Veran­stal­tungs­art:
  • Verteidigung

Test of lepton flavour universality with rare beauty-quark decays at the LHCb experiment

 

Jüngste Messungen der Lepton-Flavour-Universalität zeigen deutliche Hinweise auf eine Verletzung des Standardmodells der Teilchenphysik. Es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um die Anomalien mit erhöhter Sensitivität zu bestätigen oder zu falsifizieren. Diese Dissertation beschreibt die erste simultane Messung der Lepton-Flavour-Universalitäts-Verhältnisse RK mit B+->K+l+l- Zerfällen und RK*0 mit B0->K*0l+l- Zerfällen unter Verwendung des gesamten derzeit verfügbaren Datensatzes des LHCb-Experiments, der in den Jahren 2011 bis 2018 aufgezeichnet wurde. Beide Verhältnisse werden in jeweils zwei Bereichen von q2, der quadrierten invarianten Masse des Dilepton-Systems, bestimmt. Auch wenn die Zentralwerte der Ergebnisse blind sind und erst veröffentlicht werden, wenn die Analyse den kollaborationsinternen Überprüfungsprozess durchlaufen hat, zeigen die vorgestellten Sensitivitäten für RK und RK*0 bereits, dass dies der bisher genaueste Test der Lepton-Flavour-Universalität mit diesen Zerfällen sein wird. Die in dieser Dissertation beschriebene Analysearbeit umfasst die erste Messung von RK im unteren q2-Bereich mit dem LHCb-Experiment und eine aktualisierte Messung von RK*0 mit einem vergrößerten Datensatz. Statistische und systematische Unsicherheiten sowie Korrelationen zwischen den vier Messungen werden dadurch erstmals kohärent bestimmt und ermöglichen verbesserte Interpretationen. Die Kalibrierung der Simulation, welche zur Bestimmung der Selektionseffizienz verwendet wird, ist ein entscheidender Bestandteil der Analyse, um sicherzustellen, dass eine mögliche Abweichung der Messung von der Erwartung des Standardmodells nicht ein Effekt durch verbliebene Imperfektionen der Simulation ist. Daher wurde ein komplexes mehrstufiges Kalibrierungsverfahren zusammen mit einer optimierten Selektionsstrategie entwickelt. Die Kalibrierung wird mit Hilfe von Kontrollkanälen durchgeführt, die so ausgewählt werden, dass die Korrelationen zwischen Kalibrierungs- und Signaldatensätzen minimiert werden. Das experimentelle Verfahren der Analyse wird durch mehrere stringente Cross-Checks validiert.
 

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Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.

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Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark.

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