Single top production in association with a WZ boson pair at the CMS experiment

Diese Arbeit präsentiert eine umfassende Studie zur Produktion eines einzelnen Top-Quarks in Verbindung mit einem WZ-Bosonpaar (tWZ). Die vorgestellte Messung resultiert in der ersten Beobachtung dieses Prozesses. Messungen seltener Prozesse sind entscheidend um unser Verständnis des Standardmodells (SM) zu verbessern und die Empfindlichkeit zu neuer Physik durch schleifen-induzierte Prozesse zu erhöhen. Sie stellen einen wesentlichen Teil des Physikprogramms des Large Hadron Collider (LHC) dar. In diesem Zusammenhang bietet der tWZ Prozess eine einzigartige Möglichkeit den Top-Quark-elektroschwachen Sektor des SM zu untersuchen. Dieser Prozess ermöglicht die Erfassung von Effekten neuer Physik, die im Rahmen einer effektiven Feldtheorie mit SM Teilchen (SMEFT) systematisch untersucht werden können. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Herausforderungen im Zusammenhang mit der Berechnung von SMEFT-Vorhersagen und nutzt diese, um Einschränkungen für die Wilson-Koeffizienten relevanter SMEFT-Operatoren zu messen. Es werden Projektionen für den High-Luminosity LHC bereitgestellt. Eine Messung des inklusiven Wirkungsquerschnitts für tWZ Produktion wird anhand von Proton-Proton-Kollisionen durchgeführt. Diese wurden mit dem CMS Experiment bei Schwerpunktsenergien von 13 und 13,6 TeV aufgezeichnet, was einer integrierten Luminosität von 200 fb−1 entspricht. Die Analyse befasst sich mit mehreren experimentellen Herausforderungen, beispielsweise der effizienten Identifizierung des tWZ Prozesses mit maschinellem Lernen und der präzisen Vorhersage des Untergrunds durch falsch identifizierte Leptonen. Der inklusive tWZ Wirkungsquerschnitt wird unabhängig bei 13 und 13,6 TeV gemessen, und ein gemeinsamer Fit an alle Daten ergibt eine beobachtete statistische Signifikanz von mehr als 5 Standardabweichungen und der ersten Beobachtung von tWZ Produktion.